При включении выключателя загорается лампочка какое это явление: Решение на Номер 6 из ГДЗ по Физике за 7-9 класс: Пёрышкин А.В. (сборник задач)

Содержание

Тема №8343 Ответы к задачам по физике 7-9 класс Перышкин (Часть 1)

Тема №8343

1. Назовите известные вам физические явления.
2. Какие вещества вы знаете? Приведите примеры.
3. Назовите известные вам виды материи.
4. Что из нижеперечисленного является материей,
а что — веществом?
а) звезды,
б) вода,
в) океан,
г) стекло.
5. Какие из перечисленных ниже явлений можно отнести к механическим?
а) автомобиль подает сигнал;
б) внесенный в теплую комнату снег тает;
в) бутылка падает с полки.
6. Какие из перечисленных ниже явлений можно отнести к электрическим?
а) потертая о шерсть пластмассовая расческа притягивает волосы;
б) сверкает молния;
в) при включении выключателя загорается лампочка;
г) магнит притягивает к себе железные предметы.
7. Какие из перечисленных ниже явлений можно отнести к магнитным?
а) автомобиль подает сигнал;
б) при включении выключателя загорается лампочка;
в) магнит притягивает к себе железные предметы;
г) внесенный в теплую комнату снег тает.


8
8. Какие из перечисленных ниже явлений можно отнести к тепловым?
а) потертая о шерсть пластмассовая расческа притягивает волосы;
б) сверкает молния;
в) при включении выключателя загорается лампочка;
г) чайник закипает на огне.
9. Какие из перечисленных ниже явлений можно отнести к звуковым?
а) автомобиль подает сигнал;
б) при включении выключателя загорается лампочка;
в) магнит притягивает к себе железные предметы;
г) внесенный в теплую комнату снег тает.
10. Какие из перечисленных ниже явлений можно отнести к световым?
а) потертая о шерсть пластмассовая расческа притягивает волосы;
б) сверкает молния;
в) в комнате горит свет;
г) чайник закипает на огне.
11. Назовите физические тела одинаковой формы, но
разного объема.
12. Назовите физические тела одинакового объема, но
разной формы.
13. Приведите примеры физических тел, состоящих из
одного и того же вещества.
14. Назовите, из каких веществ состоят следующие
физические тела: дождевая капля, стакан, гвоздь, ластик.
15. Что из нижеперечисленного является физическим
явлением? веществом? физическим телом? прибором?
физической величиной? единицей физической величины?
а) град; г) термометр; ж) килограмм;
б) часы; д) Луна; з) водород.
в) температура; е) объем; и) стакан.
16. Назовите, на основе каких физических явлений
действуют следующие приборы: часы с механическим заводом, чайник, утюг, электролампа?
9
Физические величины.
Измерение физических величин
17. Приведите примеры измерительных приборов.
18. Определите цену деления какого-нибудь измерительного прибора, имеющегося у вас дома.
19. На деревянной линейке число штрихов на шкале
равно 201. Цифра 0 нанесена против первого штриха, а
против последнего 100 см. Какова цена деления шкалы
линейки?
20. Определите, какова цена деления каждого из
измерительных приборов, изображенных на рисунке 1:
термометра, линейки, секундомера, амперметра, спидометра.
Р и с . 1
21. Как определить только с помощью линейки диаметр швейных иголок?
22. Определите длину деревяшки, изображенной на
рисунке 2?
г|пп нттртпрш|Л1трттт|штртнутш|тп1(нттртттуттттрн!|тш|тт1т|пп
10 11 12 13 14 15 16 17 см
Р и с . 2 Р и с . 3
23. Проволока плотно намотана витками на карандаш,
при этом 25 витков проволоки занимают расстояние
20 мм (рис. 3). Определите диаметр проволоки.
10
24. Как определить объем тел неправильной формы: камня, картофелины,
гвоздя?
25. Определите цену деления мензурки
на рисунке 4.
26. Сколько воды содержится в мензурке на рисунке 4?
27. В два одинаковых стакана налита
жидкость (рис. 5). В каком стакане жидкости
меньше?
28. Требуется определить объем маленького шарика от шарикоподшипников
для велосипеда. Как измерить объем такого шарика при помощи мензурки?
29. В мензурку было налито 200 см3 воды. Когда в нее опустили кусок железа,
вода в мензурке поднялась до деления,
обозначенного цифрой 250. Определите
объем железа.
30. Даны два термометра с одинаковым
количеством ртути в резервуарах, но с
разными внутренними диаметрами трубок.

На одинаковую ли высоту поднимется
уровень ртути в том и другом термометре,
если их оба поместить в пары кипящей
воды?
31*. В университетском учебнике физики 1825 г., написанном профессором Иваном Алексеевичем Двигубским, приведено
описание термометра XVI века (рис. 6).
Небольшого диаметра стеклянная
трубка А с шариком Е на конце погружена открытым концом в сосуд с подкрашенной жидкостью. Нагреванием шарика
Е часть воздуха выгоняется. Почему?
С прекращением нагревания подкрашенная жидкость поднимается по трубке
до С. Почему?
с : >
Рис. 4
Рис. 5
Е
С
В
Рис. 6
11
Как будет действовать такой термометр? Какое влияние окажет на показания такого термометра изменение
атмосферного давления?
32. Сколько литров воды налилось в прямоугольную
яму с размерами 5мх4мх2м (длина х ширина х глубина)?
33. Сколько ведер объемом 12 л вмещает аквариум,
длина которого 30 см, ширина 50 см и высота 40 см?
34. На строительство плотины пошло 820000 м3 бетона.
Определите толщину плотины, если ее длина 760 м,
а высота 60 м.
35. Поплавок Полянского применяли во время войны
для переправы бойцов через реку. Он представляет собой
водонепроницаемый мешок (рис. 7), который в надутом
состоянии имеет размеры 70 х 30 х 30 см. Определите
объем поплавка в надутом состоянии.
,_ 0,70 м
о
со
о
Рис. 7
36. В столярной мастерской требуется изготовить доску длиною в 50 см, шириною 15 см и толщиною в 20 см.
Сделайте чертеж этой доски в масштабе 1:5.
37. Длина плотины гидроэлектростанции 760 м и высота 60 м. При каком масштабе возможно сделать чертеж
плотины в тетради?
38. Чему равна цена деления секундомеров на рисунке 8? Какое время показывает каждый из них?
Рис. 8
12
39. Измерьте диаметры рублевой и пятирублевой монеток с помощью линейки, имеющей миллиметровые деления. Вычислите разницу между диаметрами монет.
1 Г т о н н о ~ ь и погрешность измерений
40. Какой из линеек, изображенных на рисунке 9,
можно более точно измерить длину чайной ложки?
41. Каким термометром можно точнее измерить температуру — комнатным или медицинским?
42. Цена деления циферблата часов равна 1 с. С какой
точностью они измеряют время?
43. Возьмите две рулетки с разной ценой деления и
измерьте длину, высоту и ширину вашего кабинета физики. Являются ли результаты измерений точными числами? В каком случае измерения выполнены точнее?
44. Ошибка измерения длины карандаша — 1,25 мм,
а ошибка измерения длины каната в спортзале —
5,25 мм. В каком случае погрешность измерения больше?
45. Рулеткой с ценой деления 1 см измерили длину
портфеля. Она оказалась равной 55 см. Запишите длину
портфеля с учетом погрешности измерения.
/0 1 2 3 4 5 6
4ttlllll,lluilllllllll,llnl,/inihlnluitllllt/lltlu,illM lin
0 1 2 3 4 5 6
Рис. 9
13
Первоначальные сведения
о строении вещества
Строение вещества. Молекулы.
Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах.
Взаимное притяжение и отталкивание молекул
46. Камни малосжимаемы, но металлы (даже очень
плотные) с помощью мощного пресса удается сжать до
0,75 от начального объема. Почему возможно такое сильное сжатие?
47. В стеклянную бутылку налили воды и поместили
ее в морозильную камеру. Что произойдет с бутылкой и
почему?
48. Меняется ли вместимость сосудов при изменении
их температуры?
49. Отличаются ли молекулы воды в горячем чае от
молекул воды в холодном лимонаде?
50. Стоит ли наливать полный чайник воды, если в
нем нужно вскипятить воду?
51. Как называется физическое явление, благодаря которому можно засаливать овощи на зиму? Как происходит переход соли из воды в овощи при засолке?
52. Сильно завинченную крышку банки легче отвинтить, если ее подогреть. Почему?
53. Если перенести надутый воздушный шарик из тепла в холод, что произойдет с его объемом? Почему?
54. Горячие стеклянные стаканы не рекомендуется
вставлять друг в друга. Почему?
55. Почему сложенные вместе стекла трудно разъединить?
56. Прижмите поплотнее две деревянные линейки.
Легко ли их разъединить? Объясните наблюдаемое явление.
14
57. Положите в стакан крупинку марганцовки, а затем
осторожно налейте в него воду. Что вы наблюдаете? Как
называется это явление?
58. Возьмите две чашки. Наполните их водой и осторожно положите несколько крупинок лимонной кислоты.
Одну чашку оставьте на столе, а вторую поместите в холодильник. Через некоторое время попробуйте воду. Объясните наблюдаемое явление.
59. Слишком соленую рыбу можно положить на некоторое время в воду при комнатной температуре, и рыба
станет менее соленой. Почему?
60. На улице вблизи хлебозавода чувствуется запах
хлеба. Почему?
61. Возле кондитерской фабрики обычно пахнет ванилью или шоколадом. Объясните это явление, используя
понятие о молекулах.
62. Пятно от йода на ткани можно прогладить горячим
утюгом, и оно исчезнет. Почему?
63. Почему пыль садится даже на обращенные вниз
поверхности?
64. Почему при сварке металлов необходима очень высокая температура?
65. У флакончика для духов тщательно шлифуют горлышко и пробку в месте их соприкосновения. Почему?
66. Белье после стирки, вывешенное на мороз, после
замерзания трудно разгибается. Почему?
67. Почему при одинаковой температуре диффузия в
жидкостях идет медленнее, чем в газах?
68. Почему разбитые вазы не «срастаются» обратно,
как бы сильно мы не прижимали друг к другу осколки?
69. Почему разорванный пластилин можно соединить
обратно в один кусок?
70. Почему пыль с мебели устраняется мокрой тряпкой лучше, чем сухой?
71. Почему после плавания на человеческом теле остаются капельки воды?
72. Почему на стыках железнодорожных рельсов оставляют промежутки, а не соединяют их плотно?
15
73. Почему телеграфная проволока провисает летом
больше, чем зимой?
74. Чтобы вынуть плотно засевшую стеклянную пробку, надо на слабом огне нагреть снаружи горлышко
склянки. Почему это нагревание может помочь делу?
75. При литье расплавленный чугун выливают в формы, в которых он и застывает. Литье производят при
температуре около 1300°. Зачем формы делают больше,
чем будет сам предмет?
76. Можно ли сделать термометр, используя для его
наполнения керосин?
77. Чтобы вывернуть старый заржавевший винт, к его
головке подносят нагретый паяльник, которым нагревают
винт. Когда винт остынет, он легко вывинчивается. Как
объяснить это явление?
78. Почему из полного чайника вода при нагревании
выливается, хотя объем чайника при нагревании тоже
увеличивается?
79. Следует ли зимой покупать полный бидон керосина,
если его приходится хранить дома в теплом помещении?
80. Зачем железную шину, надеваемую на обод колеса
телеги, кузнец перед надеванием сильно нагревает?
81. Если склепать железную и медную полоски одинакового размера и затем нагреть их, то вся пластинка изогнется. Почему?
82. На блюдце с водой поставили опрокинутый горячий стакан. Почему через некоторое время вода внутри
стакана будет стоять выше, чем в блюдце (рис. 10)?
83. Почему глубокие пруды не промерзают до дна?
84. Можно ли делать термометры, взяв вместо подкрашенного спирта подкрашенную воду?
16
Агрегатные состояния вещества.
Различие в молекулярном строении твердых тел,
| жидкостей и газов ___________________________
85. Какие из перечисленных ниже веществ могут находиться в трех агрегатных состояниях (твердом, жидком
и газообразном): железо, поваренная соль, пластмасса,
вода, стекло, ртуть, дерево?
86. Может ли соль находиться в жидком состоянии?
87. Может ли углекислый газ быть в твердом состоянии?
88. Перечислите известные вам вещества, которые при
температуре 20 °С находятся в твердом состоянии.
89. Какие вы знаете вещества, находящиеся в жидком
состоянии при 20 °С?
90. Назовите вещества, находящиеся при температуре
20 °С в газообразном состоянии.
91. Объем эфира в неплотно закрытом флаконе уменьшается. Объясните наблюдаемое явление на основе молекулярного строения вещества.
92. В каких состояниях может находиться нафталин?
Почему в комнате, где находится нафталин, всегда чувствуется его запах?
93. В каком агрегатном состоянии вещества притяжение между молекулами (атомами) наибольшее?
94. В каком агрегатном состоянии вещества притяжение между молекулами (атомами) наименьшее?
17
Взаимодействие тел
Механическое движение.
Равномерное и неравномерное движение
95. Приведите примеры равномерного движения.
96. Приведите примеры неравномерного движения.
97. Мальчик скатывается на салазках с горы. Можно
ли это движение считать равномерным?
98. Сидя в вагоне движущегося пассажирского поезда
и наблюдая движение встречного товарного поезда, нам
кажется, что товарный поезд идет гораздо быстрее, чем
шел до встречи наш пассажирский поезд. Почему это
происходит?
99. В движении или покое находится водитель движущегося автомобиля относительно:
а) дороги; г) Солнца;
б) сидения автомобиля; д) деревьев вдоль дороги?
в) автозаправки;
100. Сидя в вагоне движущегося поезда, мы наблюдаем
в окне автомобиль, который уходит вперед, затем кажется неподвижным, и, наконец, движется назад. Как объяснить то, что мы видим?
101. Самолет выполняет «мертвую петлю». Какую траекторию движения видят наблюдатели с земли?
102. Приведите примеры движения тел по криволинейным траекториям относительно земли.
103. Приведите примеры движения тел, имеющих
прямолинейную траекторию относительно земли.
104. Какие виды движения мы наблюдаем при письме
шариковой ручкой? Мелом?
105. Какие части велосипеда при его прямолинейном
движении описывают относительно земли прямолинейные траектории, а какие — криволинейные?
18
106. Почему говорят, что Солнце всходит и заходит?
Что в данном случае является телом отсчета?
107. Два автомобиля движутся по шоссе так, что некоторое время расстояние между ними не меняется. Указать, относительно каких тел каждый из них находится в
покое и относительно каких тел они в течение этого промежутка времени движутся.
108. Санки скатываются с горы; шарик скатывается по
наклонному желобу; камень, выпущенный из рук, падает. Какие из этих тел движутся поступательно?
109. Книга, установленная на
столе в вертикальном положении
(рис. 11, положение I), от толчка
падает и занимает положение II.
Две точки А и В на переплете книги при этом описали траектории
ААХ и ВВХ. Можно ли сказать, что
книга двигалась поступательно?
Почему?
Скорость. Единицы скорости.
Расчет пути и времени движения
110. Выразите в метрах в секунду (м/с) скорости:
60 км/ч; 90 км/ч; 300 км/ч; 120 м/мин.
111. Пассажирский самолет летит со скоростью
414 км/ч. Выразите эту скорость в м/с.
112. Скорость мотоцикла 20 м /с,
а скорость гоночного автомобиля —
360 км/ч. Чья скорость больше и во
сколько раз?
113. Автомобиль прошел расстояние 500 м за 25 с. Найти скорость автомобиля.
114. Танк Кристи (рис. 12) развивает скорость при
движении на колесах 100 км/ч, а при движении на гусеРис. 12
I
19
ницах 60 км/ч. Определите, за какое время этот танк
пройдет расстояние в 450 км.
115. Пуля, выпущенная из винтовки, долетела до цели, находящейся на расстоянии 1 км, за 2,5 секунды.
Найти скорость пули.
116. Самолет развивает скорость 180 км/ч. Какое расстояние может пролететь этот самолет за 25 минут?
117. Два автомобиля движутся равномерно. Первый в
течение 5 мин проходит б км, а второй в течение 3 с —
90 м. Скорость какого автомобиля больше?
118. Пароход, двигаясь против течения со скоростью
14 км/ч, проходит расстояние между двумя пристанями
за 4 часа. За какое время он пройдет то же расстояние по
течению, если его скорость в этом случае равна 5,6 м /с?
119. В подрывной технике для взрыва шпуров (скважин, наполненных взрывчатым веществом) применяют
особый, сгорающий с небольшой скоростью шнур (бикфордов шнур). Какой длины шнур надо взять, чтобы успеть, после того как он зажжен, отбежать на расстояние
150 м, если скорость бега 5 м /с, а скорость распространения пламени по шнуру 0,8 см /с?
120. Земноводный танк может двигаться на гусеницах
по суше со скоростью 70 км/ч и плавать со скоростью
10 км/ч. Сколько времени потребуется этому танку, чтобы пройти общее расстояние 61 км, если на пути будет
озеро шириною в 5 км?
121. Двигаясь равномерно, пассажирский реактивный
самолет ТУ-104 пролетел 8250 м за 30 с. Какова скорость
самолета в м /с и км/ч?
122. Пешеход прошел 900 м за 10 мин. Вычислите его
среднюю скорость движения (в м/с).
123. При испытании скорости револьверной пули при
вылете оказалось, что расстояние между двумя картонными пластинками длиною в 20 см пуля пролетела за 0,0004
секунды. Определить по этим данным скорость пули.
124. Скоростной лифт в небоскребе поднимается равномерно со скоростью 3 м/с. За сколько времени можно
подняться на таком лифте на высоту 90 м?
20
125. Длина конвейера 20 м. За какое время вещь, поставленная у начала конвейера, придет к его концу, если
скорость движения конвейера 10 см/с?
126. Клеть подъемной машины в шахте опускается со
скоростью 4 м/с. За какое время можно достигнуть дна
шахты глубиной 300 м?
127. Автомобиль проехал равномерно участок дороги длиной
3,5 км за 3 мин. Нарушил ли правила дорожного движения водитель, если на обочине расположен
дорожный знак «скорость не более
50 км/ч» (рис. 13)?
128. Какой путь пролетит реактивный истребитель,
двигающийся со скоростью 3600 км/ч, за 5 ч?
129. Велосипедист едет со скоростью 5 м/с. За какое
время он преодолеет 99 км?
130. Скорость автомобиля 180 км/ч, а скорость самолета 600 м/с. Сколько времени затратят автомобиль и
самолет для прохождения пути в 2000 м?
131. Снаряд двигается со скоростью 500 м/с, а звук выстрела распространяется со скоростью 340 м/с. На сколько
секунд быстрее снаряд пройдет расстояние 6000 м, чем
звук выстрела?
132. Длина земного экватора 40000 км. За какое время
самолет может облететь Землю по экватору, если его скорость равна 800 км/ч?
133*. В морском деле принимается за единицу скорости
узел. Вычислите, скольким км/ч соответствует 1 узел,
если известно, что 1 узел = 1 морская миля/ч и 1 морская миля равна длине дуги земного экватора, соответствующей одной минуте градусного измерения (длина дуги
экватора равна 39805 км).
134. Росток бамбука за сутки вырастает на 86,4 см. На
сколько он вырастает за 1 мин?
135. Спортсмен пробегает дистанцию в 60 м за 9,4 с.
С какой скоростью он бежит?
21
136. В течение двух часов поезд двигался со скоростью 110 км/ч, затем сделал остановку на 10 мин. Оставшуюся часть пути он шел со скоростью 90 км/ч. Какова средняя скорость поезда на всем пути, если он прошел 400 км?
137. Автобус за первые два часа проехал 90 км, а следующие три часа двигался со скоростью 50 км/ч. Какова
средняя скорость автобуса на всем пути?
138. Мотоциклист едет первую половину пути со скоростью 90 км/ч, а вторую половину пути — со скоростью
70 км/ч. Найдите среднюю скорость мотоцикла на всем
пути.
139. Средняя скорость велосипедиста на всем пути
равна 40 км/ч. Первую половину пути он ехал со скоростью 60 км/ч. С какой скоростью велосипедист проехал
остаток пути?
140. Изобразите графически векторы скорости: 5 км/ч;
15 км/ч; 10 м/с.
141. Приняв, что сторона одной клеточки в тетради
равна скорости 1 м/с, изобразите в тетради скорость
5 м/с.
142. На графике скорость
3,6 км/ч изображена стрелкой
длиной 2 см. Изобразите в том
же масштабе скорость 2 м/с.
143. По графику зависимости
пути от времени на рисунке 14
определите скорость при равномерном движении (в м/с).
144. На рисунке 15 изображен график движения лыжника. Сколько метров он проедет
за 12 мин, если его скорость останется неизменной?
145. Гоночный автомобиль
мчится со скоростью 360 км/ч.
Начертите в тетради график зависимости его пути от времени.
22
146. Аэроплан летит со скоростью 720 км/ч в течение
25 мин. Начертите график его движения, приняв для оси
времени масштаб: 5 мин — 1 см; а для оси пути масштаб
выберите самостоятельно.
147. Расстояние между двумя пристанями 144 км.
Сколько времени потребуется пароходу для совершения
рейса между пристанями туда и обратно, если скорость
парохода в стоячей воде 18 км/ч, а скорость течения
3 м /с?
148. Самолет, летящий со скоростью 300 км/ч, пролетел расстояние между аэродромами А и В за 2,2 ч. Обратный полет из-за встречного
ветра он совершил за 2,4 ч.
Определите скорость ветра.
149. С двух пристаней, расстояние между которыми
70 км, одновременно отправляются два парохода навстречу друг другу. Пароходы
встретились через 2,5 ч, причем пароход, идущий по течению, прошел за это время путь
55,5 км. Скорость течения
2 м /с . Определите скорости
пароходов в стоячей воде.
150. Определите по графику
пути равномерного движения,
изображенному на рисунке 16:
а) путь, пройденный телом в течение 4,5 с,
б) время, в течение которого пройден путь 15 м,
в) скорость движения,
если сторона клетки соответствует 1 м и 1 с.
151. Постройте на одном и том же чертеже графики
путей двух равномерных движений со скоростью
7,2 км/ч и 18 км/ч.
152. Постройте график пути движения, уравнение которого s = 5t.
23
153. На рисунке 17 дан график пути движения поезда.
Определите, в котором часу отправился поезд и направление его движения.
154. На рисунке 18 дан график пути движения поезда.
Определите скорости движения на участках, изображенных отрезками графика ОА, АВ и ВС. Какой путь пройден поездом в течение 3 часов с начала его движения?
S
155*. Постройте график пути движения поезда между
двумя станциями А и Б по следующим данным. Расстояние от А до Б равно 60 км. Двигаясь от А к Б со скоростью 40 км/ч, поезд на полпути делает пятиминутную остановку, потом продолжает двигаться дальше со
скоростью 60 км/ч. На станции Б поезд стоит 20 мин, затем движется обратно без остановок со скоростью
45 км/ч.
156*. От одной и той же станции в одном и том же направлении отправляются два поезда. Скорость первого
30 км/ч, второго 40 км/ч. Второй поезд отправляется через 10 мин после первого. После сорокаминутного движения первый поезд делает пятиминутную остановку, потом
продолжает двигаться дальше с прежней скоростью.
Определите графически, когда и на каком расстоянии
от станции второй поезд догонит первый. Графическое
решение проверьте вычислением.
24
157. Чем отличаются движения I и II, графики которых даны на рисунках 19 и 20? Что обозначает точка пересечения графиков и что по ней можно узнать?
S S
158. По графику движения корабля, подходящего к
причалу (рис. 21), определите скорость его движения на
участке АВ.
159. По представленному на рисунке 21 графику движения корабля, подходящего к причалу, дайте характеристику движения корабля на участках АВ, ВС и CD.
160. По графику на рисунке 21 определите среднюю
скорость движения корабля за промежуток времени между 104-й и 106-й минутами движения.
161. На рисунке 22 даны графики движения мопеда (а)
и велосипеда (ft). Определите скорости их движения. Кто
из них поехал раньше?
Рис. 21
162. Какую скорость имеют в виду, говоря о скорости
движения поезда, автомобиля или самолета между двумя
какими-нибудь пунктами?
25
163. Пуля вылетела из ствола со скоростью 600 м/с.
Какую скорость имеют здесь в виду?
164. Поезд прошел 25 км за 35 мин, причем первые
10 км он прошел в течение 18 мин, вторые 10 км в течение 12 мин, а последние 5 км за 5 мин. Определите среднюю скорость поезда на каждом участке и на всем пути.
165. Санки, двигаясь вниз по горе, прошли в течение
первой секунды движения 2 м, второй секунды — 6 м,
третьей секунды — 10 м и четвертой секунды — 14 м.
Найдите среднюю скорость за первые две секунды, за последние две секунды и за все время.
166. Почему нельзя говорить о средней скорости переменного движения вообще, а можно говорить только о
средней скорости за данный промежуток времени или о
средней скорости на данном участке пути?
167. Постройте на одном чертеже графики скоростей
двух равномерных движений: иг = 3 м/с и и2 = 5 м/с. Построить на том же чертеже прямоугольники, площади которых численно равны путям, пройденным в течение 6 с.
168. Даны графики зависимости пройденного пути от
времени при равномерном движении, представленные в
одном масштабе. Как по ним определить, какое тело
движется с большей скоростью?
Инерция
Рис. 23
169. Почему, для того чтобы посадить
молоток на ручку, ударяют концом ручки
молотка о неподвижный предмет (рис. 23)?
170. Почему споткнувшийся человек
падает по направлению движения?
171. Спрыгивая с некоторой высоты и
становясь на землю, человек подгибает
ноги в коленях. Почему?
172. Что труднее: сдвинуть вагон с места или уже сдвинутый вагон двигать равномерно? Почему?
26
173. Что будет со всадником, скачущим на лошади, если лошадь внезапно остановится?
174. Благодаря какому физическому явлению удается
удалить пыль из ковра выколачиванием? встряхиванием?
175. Для регулирования выступа
лезвия рубанка из колодки рубанка
(рис. 24) ударяют молотком то по задней части колодки, то по передней. В
каких случаях по какой части колодки надо ударять? Почему?
176. Почему при катании на коньках, если конек зацепится за что-нибудь, человек падает?
177. В каком направлении наклоняются люди, стоящие в движущемся вагоне, при внезапной остановке вагона? Почему?
178. При легких наковальнях паровых молотов удары о
наковальню настолько сильно сотрясают почву, что на соседних постройках появляются трещины. При достаточно
тяжелых наковальнях сотрясение почвы меньше. Почему?
179. Какую вагонетку легче остановить при ее движении по инерции: пустую или груженую? Почему?
180. Почему при выстреле из орудия снаряд приобретает большую скорость, а само орудие — значительно
меньшую?
181. Может ли ракета лететь в безвоздушном пространстве?
182. Почему при взлете птицы тонкая ветка, на которой сидела птица, сначала опускается, а потом уже поднимается?
Взаимодействие тел. Масса тела. Единицы массы.
Измерение массы тела на весах
183. Железный гвоздь притягивается к магниту. Притягивается ли магнит к гвоздю?
184. Что будет, если пустить плавать магнит и гвоздь
на отдельных пробках в воде?
27
185. Когда космический корабль взлетает, его двигатели с огромной скоростью выбрасывают назад газы, образующиеся при сгорании топлива. Почему космический
корабль движется?
186. Во сколько раз скорость снаряда больше скорости
отката орудия при отдаче?
187. Где легче разбить орех: на сиденье кресла или на
деревянном столе? Почему?
188. Чтобы прибить подошву, сапожник надевает ботинок на железную лапку. Почему?
189. Два неподвижных тела после взаимодействия друг
с другом начинают двигаться. При каком условии их
скорости будут равны по величине?
190. Если вода замерзнет, ее масса изменится?
191. Столкнули два неподвижных деревянных шарика,
и они откатились в разные стороны с одинаковыми скоростями. Что можно сказать о массах этих шариков?
192. Солому спрессовали в брикет. Изменилась ли при
этом масса соломы?
193. Масса пустого артиллерийского орудия 290 кг, а
масса снаряда 58 кг. Скорость снаряда при вылете из
ствола равна 910 м/с. С какой скоростью откатывается
орудие при выстреле?
194. На одной чашке весов лежит кусочек мела массой
10,50 г. Имеется набор гирь: 10 г, 5 г, 5 г, 20 мг, 20 мг,
10 мг. Какие гирьки нужно положить на другую чашку
весов, чтобы уравновесить мел?
195. Мальчик садится в лодку с мостков, поставив одну ногу в лодку, а другой отталкиваясь от мостков. В каком случае ему удобнее сесть в лодку — когда она пустая
или груженая?
196. Выразите массу тел в килограммах: 3 т; 0,5 т;
450 г; 25 г; 52,7 т.
197*. Пустая тележка А х соединена с груженой тележкой Ао сжатой пружиной П (рис. 25). Вся система катится в одну сторону с одинаковой скоростью 0,72 м/с.
Когда веревку Н пережгли, пружина П распрямилась, и скорость груженой тележки А2 стала равной
28
180 см /с, а пустая тележка А х остановилась. Ответьте на
вопросы:
а) в какую сторону вначале катились тележки?
б) у какой тележки скорость изменилась больше и во
сколько раз?
в) какая из тележек имеет меньшую массу и во
сколько раз?
Рис. 25
198. Один ученик утверждает, что целый кирпич упадет с некоторой высоты на землю вдвое быстрее, чем
полкирпича, так как Земля притягивает его с вдвое
большей силой; другой утверждает, что целый кирпич
упадет вдвое медленнее, так как он в два раза более инертен. Кто из них прав?
199. Если взвесить одно и то же тело на рычажных весах у подножия Эльбруса и на его вершине, то каков будет результат? Одинаков ли вес тела в этих двух местах?
200. На чувствительных пружинных весах взвесили
одно тело у подножия, другое на тех же весах на вершине
той же горы. Показания весов оказались одинаковыми,
одинаковы ли массы этих двух тел?

 

Почему горит лампочка зарядки аккумулятора: причины и неисправности — Иксора

При включении зажигания сигнальная лампа правильно работающего аккумулятора загорается и затем гаснет — это свидетельствует о том, что на АКБ пошла зарядка и его система работает в оптимальном режиме. Если же после запуска двигателя лампа продолжает гореть — в схеме работы аккумулятора произошел сбой. В этой статье мы подробно рассмотрим вопрос почему горит лампа зарядки аккумулятора.

Как происходит зарядка аккумулятора при запуске?

Любой автомобильный аккумулятор взаимодействует с генератором, и после запуска двигателя переходит в режим постоянной подзарядки. При повышении оборотов двигателя возрастает напряжение на выходе генератора. Чтобы понизить ток до оптимального уровня независимо от количества оборотов используется специальное реле-регулятор, которое и поддерживает напряжение на оптимальном уровне. Если же в этой схеме возникает сбой и аккумулятор не получает зарядки от генератора, загорается сигнальная лампа на приборной панели.

Почему горит лампочка зарядки аккумулятора?

Существует несколько ситуаций, которые влекут за собой неверную работу связи «аккумулятор-генератор»:


— неисправность реле-регулятора
— плохое натяжение, износ или проскальзывание ремня генератора
— износ подшипника генератора
— перегоревший предохранитель
— плохой контакт на клеммах АКБ, на выводе генератора или проводе массы
— износ щеток генератора или держателей щеток
— износ выключателя зажигания.

 

Чтобы узнать что именно стало причиной горящей лампы аккумулятора вам потребуется провести диагностику — проверить напряжение на клеммах аккумулятора при работающем моторе. На мультиметр должно поступать напряжение в 13,5-14,3V, значение ниже указанных будет говорить о том, что зарядки нет.

  1. Если лампа аккумулятора не горит, а мультиметр показывает напряжение в 12V, и при этом сам аккумулятор разряжен, необходимо зачистить клеммы и провода высокого напряжения, после чего снова произвести замер. Если данный метод не исправил ситуацию, подсоедините к «30» клемме аккумулятора один электрод мультимедиа, а другой — к массе. Если напряжение будет выше чем на аккумуляторе, зачистите «30» клемму. Также не лишним будет заменить провод от генератора к аккумулятору.
  2. Если лампа говорит о зарядке аккумулятора, напряжение держится в оптимальном диапазоне, но аккумуляторная батарея разрядилась, и при нагрузке напряжение устремляется в крайнее левое положение на мультиметре— причина может быть в слабой натяжке ремня генератора или в неисправном подшипнике. Также рекомендуем проверить диоды при помощи мультиметра на пробой. Не лишним будет удостовериться,что длина щеток генератора не менее 5 мм.
  3. Если лампа не горит, но заряд на батарею не поступает — скорее всего перегорел предохранитель и требуется его замена.
  4. Если лампа не горит и заряд не идет, однако все приборы функционируют, причина может быть в обмотке возбуждения генератора. Снимите провод с клеммы «61» генератора, подключите его к минусу — загоревшаяся лампа подтвердит проблему в обмотке. Также рекомендуем зачистить разъем. Причина может быть и в самой перегоревшей лампе.
  5. Если лампа АКБ горит и не гаснет после запуска двигателя, а зарядка либо прерывистая, либо отсутствует вообще — причина в плохом контакте провода с разъемом на приборной панели. Рекомендуем также проверить реле-регулятор, подав напряжение на его контакты, — оптимальный вариант, когда напряжение на щетках равняется 12V, если же нет — необходима замена реле.

Купить все необходимые запчасти для устранения неисправности в работе лампы зарядки АКБ вы можете в магазине IXORA. Квалифицированные менеджеры обязательно помогут сделать правильный выбор, ответят на все ваши вопросы. Обращайтесь, это выгодно и удобно.

Производитель Номер детали Наименование  Применяемость*
 CARGO  131828   Проставка подшипника для  CHEVROLET Metro 1.0  CHEVROLET Metro 1.0
 CARGO  135237   Проставка подшипника для MERCEDES BENZ   MERCEDES BENZ 
 CARGO  139929   Втулка подшипника для BELL B 40  BELL B 40
 CARGO  140084   Подшипник для MAZDA 323  MAZDA 323
 CARGO  140120   Подшипник для LAND ROVER Range Rover 3.5  LAND ROVER Range Rover 3.5
 CARGO  140495   Центрирующий подшипник для VOLVO VNL DD 60   VOLVO VNL DD 60 
 CARGO  142001   Подшипник для PORSCHE CAYENNE  PORSCHE CAYENNE
 CARGO  250187   Подшипник для MAZDA 2 1.4 16V  MAZDA 2 1.4 16V
 CARGO  250187   Подшипник для SKODA Felicia 1.3  SKODA Felicia 1.3
 CARGO  250998   Подшипник для FORD Fiesta 1.6 TDCi  FORD Fiesta 1.6 TDCi
 OPTIBELT  10X1250   Ремень клиновый для FORD Fiesta  FORD Fiesta
 OPTIBELT  10X950   Ремень клиновый для VW Corrado    VW Corrado 
 OPTIBELT  AVX13X750   Ремень клиновый с открытыми боковыми гранями для Hyundai Porter  Hyundai Porter
 OPTIBELT  3PK1000   Ремень поликлиновый для Hyundai ix45  Hyundai ix45
 OPTIBELT  3PK668   Ремень поликлиновый для Fiat Bravo  Fiat Bravo
 OPTIBELT  3PK715   Ремень поликлиновый для Honda CRX II  Honda CRX II 
 OPTIBELT  3PK815   Ремень поликлиновый для Honda CRX II  Honda CRX II
 OPTIBELT  3PK890  Ремень поликлиновый для Renault Safrane I  Renault Safrane I
 OPTIBELT  3PK913   Ремень поликлиновый для Fiat Bravo   Fiat Bravo; Palio 
 OPTIBELT  4PK1015   Ремень поликлиновый для Suzuki Baleno  Suzuki Baleno

  * Применяемость деталей конкретно для Вашего автомобиля уточняйте у менеджеров по телефону: 8 800 555-43-85 (звонок по России бесплатный).

Получить профессиональную консультацию при подборе товара и подробную информацию по всем интересующим Вас вопросам можно позвонив по телефону — 8 800 555-43-85 (звонок по России бесплатный).

Полезная информация:

Поделиться статьей

Урок по физике явление самоиндукции индуктивность. Тема урока: «Явление самоиндукции

На данном уроке мы узнаем, как и кем было открыто явление самоиндукции, рассмотрим опыт, с помощью которого продемонстрируем это явление, определим, что самоиндукция — это частный случай электромагнитной индукции. В конце урока введем физическую величину, показывающую зависимость ЭДС самоиндукции от размеров и формы проводника и от среды, в которой находится проводник, т. е. индуктивность.

Генри изобретал плоские катушки из полосовой меди, с помощью которых добивался силовых эффектов, выраженных более ярко, чем при использовании проволочных соленоидов. Ученый заметил, что при нахождении в цепи мощной катушки ток в этой цепи достигает своего максимального значения гораздо медленнее, чем без катушки.

Рис. 2. Схема экспериментальной установки Д. Генри

На рис. 2 изображена электрическая схема экспериментальной установки, на основе которой можно продемонстрировать явление самоиндукции. Электрическая цепь состоит из двух параллельно соединенных лампочек, подключенных через ключ к источнику постоянного тока. Последовательно с одной из лампочек подключена катушка. После замыкания цепи видно, что лампочка, которая соединена последовательно с катушкой, загорается медленнее, чем вторая лампочка (рис. 3).

Рис. 3. Различный накал лампочек в момент включения цепи

При отключении источника лампочка, подключенная последовательно с катушкой, гаснет медленнее, чем вторая лампочка.

Почему лампочки гаснут не одновременно

При замыкании ключа (рис. 4) из-за возникновения ЭДС самоиндукции ток в лампочке с катушкой нарастает медленнее, поэтому эта лампочка загорается медленнее.

Рис. 4. Замыкание ключа

При размыкании ключа (рис. 5) возникающая ЭДС самоиндукции мешает убыванию тока. Поэтому ток еще некоторое время продолжает течь. Для существования тока нужен замкнутый контур. Такой контур в цепи есть, он содержит обе лампочки. Поэтому при размыкании цепи лампочки должны некоторое время светиться одинаково, и наблюдаемое запаздывание может быть вызвано другими причинами.

Рис. 5. Размыкание ключа

Рассмотрим процессы, происходящие в данной цепи при замыкании и размыкании ключа.

1. Замыкание ключа.

В цепи находится токопроводящий виток. Пусть ток в этом витке течет против часовой стрелки. Тогда магнитное поле будет направлено вверх (рис. 6).

Таким образом, виток оказывается в пространстве собственного магнитного поля. При возрастании тока виток окажется в пространстве изменяющегося магнитного поля собственного тока. Если ток возрастает, то созданный этим током магнитный поток также возрастает. Как известно, при возрастании магнитного потока, пронизывающего плоскость контура, в этом контуре возникает электродвижущая сила индукции и, как следствие, индукционный ток. По правилу Ленца, этот ток будет направлен таким образом, чтобы своим магнитным полем препятствовать изменению магнитного потока, пронизывающего плоскость контура.

То есть для рассматриваемого на рис. 6 витка индукционный ток должен быть направлен по часовой стрелке (рис. 7), тем самым препятствуя нарастанию собственного тока витка. Следовательно, при замыкании ключа ток в цепи возрастает не мгновенно благодаря тому, что в этой цепи возникает тормозящий индукционный ток, направленный в противоположную сторону.

2. Размыкание ключа

При размыкании ключа ток в цепи уменьшается, что приводит к уменьшению магнитного потока сквозь плоскость витка. Уменьшение магнитного потока приводит к появлению ЭДС индукции и индукционного тока. В этом случае индукционный ток направлен в ту же сторону, что и собственный ток витка. Это приводит к замедлению убывания собственного тока.

Вывод: при изменении тока в проводнике возникает электромагнитная индукция в этом же проводнике, что порождает индукционный ток, направленный таким образом, чтобы препятствовать любому изменению собственного тока в проводнике (рис. 8). В этом заключается суть явления самоиндукции. Самоиндукция — это частный случай электромагнитной индукции.

Рис. 8. Момент включения и выключения цепи

Формула для нахождения магнитной индукции прямого проводника с током:

где — магнитная индукция; — магнитная постоянная; — сила тока; — расстояние от проводника до точки.

Поток магнитной индукции через площадку равен:

где — площадь поверхности, которая пронизывается магнитным потоком.

Таким образом, поток магнитной индукции пропорционален величине тока в проводнике.

Для катушки, в которой — число витков, а — длина, индукция магнитного поля определяется следующим соотношением:

Магнитный поток, созданный катушкой с числом витков N , равен:

Подставив в данное выражение формулу индукции магнитного поля, получаем:

Отношение числа витков к длине катушки обозначим числом :

Получаем окончательное выражение для магнитного потока:

Из полученного соотношения видно, что значение потока зависит от величины тока и от геометрии катушки (радиус, длина, число витков). Величина, равная , называется индуктивностью:

Единицей измерения индуктивности является генри:

Следовательно, поток магнитной индукции, вызванный током в катушке, равен:

С учетом формулы для ЭДС индукции , получаем, что ЭДС самоиндукции равна произведению скорости изменения тока на индуктивность, взятому со знаком «-»:

Самоиндукция — это явление возникновения электромагнитной индукции в проводнике при изменении силы тока, протекающего сквозь этот проводник.

Электродвижущая сила самоиндукции прямо пропорциональна скорости изменения тока, протекающего сквозь проводник, взятой со знаком минус. Коэффициент пропорциональности называется индуктивностью , которая зависит от геометрических параметров проводника.

Проводник имеет индуктивность, равную 1 Гн, если при скорости изменения тока в проводнике, равной 1 А в секунду, в этом проводнике возникает электродвижущая сила самоиндукции, равная 1 В.

С явлением самоиндукции человек сталкивается ежедневно. Каждый раз, включая или выключая свет, мы тем самым замыкаем или размыкаем цепь, при этом возбуждая индукционные токи. Иногда эти токи могут достигать таких больших величин, что внутри выключателя проскакивает искра, которую мы можем увидеть.

Список литературы

  1. Мякишев Г.Я. Физика: Учеб. для 11 кл. общеобразоват. учреждений. — М.: Просвещение, 2010.
  2. Касьянов В.А. Физика. 11 кл.: Учеб. для общеобразоват. учреждений. — М.: Дрофа, 2005.
  3. Генденштейн Л.Э., Дик Ю.И., Физика 11. — М.: Мнемозина.
  1. Интернет-портал Myshared.ru ().
  2. Интернет-портал Physics.ru ().
  3. Интернет-портал Festival.1september.ru ().

Домашнее задание

  1. Вопросы в конце параграфа 15 (стр. 45) — Мякишев Г.Я. Физика 11 (см. список рекомендованной литературы)
  2. Индуктивность какого проводника равна 1 Генри?

Цель урока : сформировать представление о том, что изменение силы тока в проводнике создает вихревое воле, которое может или ускорять или тормозить движущиеся электроны.

Ход урока

Проверка домашнего задания методом индивидуального опроса

1. Получить формулу для вычисления электродвижущей силы индукции для проводника, движущегося в магнитном поле.

2. Вывести формулу для вычисления электродвижущей силы индукции, используя закон электромагнитной индукции.

3. Где применяется и как устроен электродинамический микрофон?

4. Задача. Сопротивление проволочного витка равно 0,03 Ом. Магнитный поток уменьшается внутри витка на 12 мВб. Какой электрический заряд проходит через поперечное сечение витка?

Решение. ξi=ΔФ/Δ t; ξi= Iiʹ·R; Ii =Δq/Δt; ΔФ/Δt = Δq R/Δt; Δq = ΔФΔt/ RΔt; Δq= ΔФ/R;

Изучение нового материала

1. Самоиндукция.

Если по проводнику идет переменный ток, то он создает ЭДС индукции в этом же проводнике – это явление

Самоиндукции. Проводящий контур играет двоякую роль: по нему идет ток, в нем же создается ЭДС индукции этим током.

На основании правила Ленца; когда ток увеличивается, напряженность вихревого электрического поля, направлена против тока, т.е. препятствует его увеличению.

Во время уменьшения тока вихревое поле его поддерживает.

Рассмотрим схему на которой видно, что сила тока достигает определенного

значения постепенно, через какое – то время.

Демонстрация опытов со схемами. С помощью первой цепи покажем, как появляется ЭДС индукции при замыкании цепи.

При замыкании ключа первая лампа загорается мгновенно, вторая с опозданием, из-за большой самоиндукции в цепи, которую создает катушка с сердечником.

С помощью второй цепи продемонстрируем появление ЭДС индукции при размыкании цепи.

В момент размыкания через амперметр, пойдет ток направленный,против начального тока.

При размыкании сила тока может превысить первоначальное значение тока. Значит, ЭДС самоиндукции может быть больше ЭДС источника тока.

Провести аналогию между инерцией и самоиндукцией

Индуктивность.

Магнитный поток пропорционален величине магнитной индукции и силе тока. Ф~B~I.

Ф= L I; где L- коэффициент пропорциональности между током и магнитным потоком.

Данный коэффициент называют чаще индуктивностью контура или коэффициентом самоиндукции.

Используя величину индуктивности, закон электромагнитной индукции можно записать так:

ξis= – ΔФ/Δt = – L ΔI/Δt

Индуктивность – это физическая величина, численно равная ЭДС самоиндукции, возникающий в контуре при изменении силы тока на 1 А за 1 с.

Измеряют индуктивность в генри (Гн) 1 Гн = 1 В с/А

О значении самоиндукции в электротехнике и радиотехнике.

Вывод: когда по проводнику идет изменяющийся ток появляется вихревое электрическое поле.

Вихревое поле тормозит свободные электроны при увеличении тока и поддерживает его при уменьшении.

Закрепление изученного материала.

Как объяснить явление самоиндукции?

– Провести аналогию между инерцией и самоиндукцией.

– Что такое индуктивность контура, в каких единицах измеряется индуктивность?

– Задача. При силе тока в 5 А в контуре возникает магнитный поток 0,5 мВб. Чему будет равна индуктивность контура?

Решение. ΔФ/Δt = – L ΔI/Δt; L = ΔФ/ΔI; L =1 ·10-4Гн

Подведем итоги урока

Домашнее задание: §15, повт. §13, упр. 2 № 10

  1. Цель урока: сформулировать количественный закон электромагнитной индукции; учащиеся должны усвоить, что такое ЭДС магнитной индукции и что такое магнитный поток. Ход урока Проверка домашнего задания…
  2. Цель урока: сформировать у учащихся представление о существовании сопротивления только в цепи переменного тока – это емкостное и индуктивное сопротивления. Ход урока Проверка домашнего задания…
  3. Цель урока: сформировать представление об энергии, которой обладает электрический ток в проводнике и энергии магнитного поля, созданного током. Ход урока Проверка домашнего задания методом тестирования…
  4. Цель урока: ввести понятие электродвижущей силы; получить закон Ома для замкнутой цепи; создать у учащихся представление о различии между ЭДС, напряжением и разностью потенциалов. Ход…
  5. Цель урока: сформировать у учащихся представление об активном сопротивлении в цепи переменного тока, и о действующем значении силы тока и напряжения. Ход урока Проверка домашнего…
  6. Цель урока: сформировать понятие, что ЭДС индукции может возникать или в неподвижном проводнике, помещенном в изменяющееся магнитное поле, или в движущемся проводнике, находящемся в постоянном…
  7. Цель урока: выяснить, как произошло открытие электромагнитной индукции; сформировать понятие об электромагнитной индукции, значение открытия Фарадея для современной электротехники. Ход урока 1. Анализ контрольной работы…
  8. Цель урока: рассмотреть устройство и принцип действия трансформаторов; привести доказательства, что электрический ток никогда не имел бы такого широкого применения, если бы в свое время…
  9. Цель урока: выяснить, какой причиной вызвана ЭДС индукции в движущихся проводниках, помещенных в постоянное магнитное поле; подвести учащихся к выводу, что действует на заряды сила…
  10. Цель урока: контроль усвоения, учащимися изученной темы, развитие логического мышления, совершенствование вычислительных навыков. Ход урока Организация учащихся на выполнение контрольной работы Вариант 1 №1. Явление…
  11. Цель урока: сформировать у учащихся представление об электрическом и магнитном поле, как об едином целом – электромагнитном поле. Ход урока Проверка домашнего задания методом тестирования…
  12. Цель урока: проверить знания учащихся по вопросам изученной темы, совершенствовать навыки решения задач различных видов. Ход урока Проверка домашнего задания Ответы учащихся по подготовленным дома…
  13. Цель урока: повторить и обобщить знания по пройденной теме; совершенствовать умение логически мыслить, обобщать, решать качественные и расчетные задачи. Ход урока Проверка домашнего задания 1….
  14. Цель урока: доказать учащимся, что свободные электромагнитные колебания в контуре не имеют практического применения; используются незатухающие вынужденные колебания, которые имеют большое применение на практике. Ход…
  15. Цель урока: сформировать понятие о модуле магнитной индукции и силе Ампера; уметь решать задачи на определение этих величин. Ход урока Проверка домашнего задания методом индивидуального…

Слайд 2

САМОИНДУКЦИЯ

Каждый проводник, по которому протекает эл.ток, находится в собственном магнитном поле.

Слайд 3

При изменении силы тока в проводнике меняется м.поле, т.е. изменяется магнитный поток, создаваемый этим током. Изменение магнитного потока ведет в возникновению вихревого эл.поля и в цепи появляется ЭДС индукции.

Слайд 4

Самоиндукция — явление возникновения ЭДС индукции в эл.цепи в результате изменения силы тока. Возникающая при этом ЭДС называется ЭДС самоиндукции

Слайд 5

Проявление явления самоиндукции

  • Слайд 6

    Вывод в электротехнике явление самоиндукции проявляется при замыкании цепи (эл.ток нарастает постепенно) и при размыкании цепи (эл.ток пропадает не сразу).

    Слайд 7

    ИНДУКТИВНОСТЬ

    От чего зависит ЭДС самоиндукции? Эл.ток создает собственное магнитное поле. Магнитный поток через контур пропорционален индукции магнитного поля (Ф ~ B), индукция пропорциональна силе тока в проводнике (B ~ I), следовательно магнитный поток пропорционален силе тока (Ф ~ I). ЭДС самоиндукции зависит от скорости изменения силы тока в эл.цепи, от свойств проводника (размеров и формы) и от относительной магнитной проницаемости среды, в которой находится проводник. Физическая величина, показывающая зависимость ЭДС самоиндукции от размеров и формы проводника и от среды, в которой находится проводник, называется коэффициентом самоиндукции или индуктивностью.

    Слайд 8

    Индуктивность — физ. величина, численно равная ЭДС самоиндукции, возникающей в контуре при изменении силы тока на 1Ампер за 1 секунду.

    Слайд 9

    Также индуктивность можно рассчитать по формуле:

    где Ф — магнитный поток через контур, I — сила тока в контуре.

    Слайд 10

    Единицы измерения индуктивности в системе СИ:

  • Слайд 11

    Индуктивность катушки зависит от:

    числа витков, размеров и формы катушки и от относительной магнитной проницаемости среды (возможен сердечник).

    Слайд 12

    ЭДС САМОИНДУКЦИИ

    ЭДС самоиндукции препятствует нарастанию силы тока при включении цепи и убыванию силы тока при размыкании цепи.

    Слайд 13

    ЭНЕРГИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ТОКА

    Вокруг проводника с током существует магнитное поле, которое обладает энергией. Откуда она берется? Источник тока, включенный в эл.цепь, обладает запасом энергии. В момент замыкания эл.цепи источник тока расходует часть своей энергии на преодоление действия возникающей ЭДС самоиндукции. Эта часть энергии, называемая собственной энергией тока, и идет на образование магнитного поля. Энергия магнитного поля равна собственной энергии тока. Собственная энергия тока численно равна работе, которую должен совершить источник тока для преодоления ЭДС самоиндукции, чтобы создать ток в цепи.

    Слайд 14

    Энергия магнитного поля, созданного током, прямо пропорциональна квадрату силы тока. Куда пропадает энергия магнитного поля после прекращения тока? — выделяется (при размыкании цепи с достаточно большой силой тока возможно возникновение искры или дуги)

    Посмотреть все слайды

    1-й семестр

    ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

    3. Электромагнитное поле

    УРОК 9/36

    Тема. Самоиндукция. Индуктивность

    Цель урока: расширить представление учащихся о явлении электромагнитной индукции; разъяснить сущность явления самоиндукции.

    Тип урока: урок изучения нового материала.

    ПЛАН УРОКА

    Контроль знаний

    1. Явление электромагнитной индукции.

    2. Закон электромагнитной индукции.

    3. Правило Ленца.

    Демонстрации

    1. Явление самоиндукции во время размыкания и замыкания круга.

    2. Использование самоиндукции для зажигания люминесцентной лампы.

    3. Фрагменты видеофильма «Явление самоиндукции».

    Изучение нового материала

    1. Самоиндукция.

    2. ЭДС самоиндукции.

    3. Индуктивность

    Закрепление изученного материала

    1. Качественные вопросы.

    2. Учимся решать задачи.

    ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА

    Первый уровень

    1. В какой момент искрит рубильник: в случае замыкания или размыкания круга?

    2. Когда можно наблюдать явление самоиндукции в цепи постоянного тока?

    3. Почему нельзя мгновенно изменить силу тока в замкнутом контуре?

    Второй уровень

    1. Как зависит значение модуля вектора магнитной индукции от силы тока?

    2. Опыты показывают, что индуктивность катушки увеличивается в соответствии с увеличением числа витков в катушке. Как этот факт можно объяснить?

    ЗАКРЕПЛЕНИЕ ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА

    ) . Качественные вопросы

    1. Почему за отрыва дуги трамвая от воздушного провода возникает искрение?

    2. Электромагнит с разомкнутым сердечником включен в круг постоянного тока. При замыкании якорем сердечника происходит кратковременное уменьшение силы тока в цепи. Почему?

    3. Почему отключение от питающей сети мощных электродвигателей осуществляют плавно и медленно при помощи реостата?

    ) . Учимся решать задачи

    1. Сверхпроводящую катушку индуктивностью 5 Гн замыкают на источник тока с ЭДС 20 В и очень малым внутренним сопротивлением. Считая, что сила тока в катушке увеличивается равномерно, определите время, за которое сила тока достигнет 10 А.

    Решения. Сила тока в катушке увеличивается постепенно вследствие явления самоиндукции. Воспользуемся законом Ома для полной цепи: где — полная ЭДС цепи, состоящей из ЭДС источника и ЭДС самоиндукции: Тогда закон Ома принимает вид.

    План–конспект урока по физике «Самоиндукция. Индуктивность. Энергия магнитного поля тока» (8 класс)

    Тема урока: Самоиндукция. Индуктивность. Энергия магнитного поля.

    Цель : Формирование понятия явления самоиндукции, его проявлении в цепях электрического тока. Применение самоиндукции в электротехнических устройствах.

    Задачи:

    Образовательные: Повторить знание учащихся о явление электромагнитной индукции, углубить их; на этой основе изучить явление самоиндукции.

    Воспитательные: Воспитать интерес к предмету, трудолюбие и умение внимательно оценивать ответы товарищей. Показать значение причинно- следственных связей в познаваемости явлений.

    Развивающие: Развитие физического мышления учащихся, расширение понятийного аппарата учащихся, формирование умений анализировать информацию, делать выводы из наблюдений и опытов.

    Тип урока: урок изучения нового материала.

    Оборудование: Катушка индуктивности с сердечником – демонстрационная, источник питания, ключ, две лампочки на 3,5 В, реостат на 100 Ом, неоновая лампочка на 200В.

    Опыты: 1) опыт по наблюдению явления самоиндукции при замыкании цепи; 2) опыт по наблюдению явления самоиндукции при размыкании цепи;

    План урока:

      Организационный момент.

      Актуализация опорных знаний.

      Мотивация.

      Изучение нового материала.

      Закрепление.

      Домашнее задание.

    Ход урока

      Организационный момент. (1 мин)

      Актуализация опорных знаний.

    Что называют явлением электромагнитной индукции?

    Какая гипотеза Фарадея привела к открытию электромагнитной индукции?

    Как Фарадей открыл явление электромагнитной индукции?

    При каких условиях возникает индукционный ток в катушке?

    Отчего зависит направление индукционного тока?

    Чем объясняется отталкивание алюминиевого кольца при введение в него магнита и притяжение к магниту при его удалении из кольца?

    Почему разрезанное алюминиевое кольцо не взаимодействует с движущимся магнитом?

    Сформулируйте правило Ленца.

    Как с помощью правила Ленца определить направление индукционного тока в проводнике?

    3 . Мотивация.

    Основы электродинамики были заложены Ампером в 1820 году. Работы Ампера вдохновили многих инженеров на конструирование различных технических устройств, таких как электродвигатель (конструктор Б.С. Якоби), телеграф (С. Морзе), электромагнит, конструированием которого занимался известный американский ученый Генри. Создавая различные электромагниты, в 1832 году ученый открыл новое явление в электромагнетизме – явление самоиндукции. Об этом мы будем говорить на этом уроке.

    4.Изучение нового материала .

    Рассмотрим частный случай электромагнитной индукции: возникновение индукционного тока в катушке при изменении силы тока в ней.

    Для этого проведём опыт, изображённый на рисунке. Замкнём цепь ключом Кл. Лампа Л1 загорится сразу, а Л2 — с опозданием приблизительно в 1 с. Причина запаздывания заключается в следующем. Согласно явлению электромагнитной индукции, в реостате и в катушке возникают индукционные токи. Они препятствуют увеличению силы тока I 1 и I 2 (это следует из правила Ленца и правила правой руки). Но в катушке К индукционный ток будет значительно больше, чем в реостате Р, так как катушка имеет гораздо большее число витков и сердечник, т. е. обладает большей индуктивностью, чем реостат.

    В проделанном опыте мы наблюдаем явление самоиндукции.

    Явление самоиндукции заключается в возникновении индукционного тока в катушке при изменении силы тока в ней. При этом возникающий индукционный ток называется током самоиндукции. Это явление было открыто Джозефом Генри, практически одновременно с открытием явлением электромагнитной индукции Фарадеем.

    Самоиндукция при размыкании электрической цепи и энергия магнитного поля. Появление мощного индукционного тока при размыкании цепи свидетельствует о том, что магнитное поле тока в катушке обладает энергией. Именно за счёт уменьшения энергии магнитного поля совершается работа по созданию индукционного тока. В этот момент вспыхивает лампа Лн которая, при нормальных условиях, загорается при напряжении 200В. А накопилась эта энергия раньше, при замыкании цепи, когда за счёт энергии источника тока совершалась работа по преодолению тока самоиндукции, препятствующего увеличению тока в цепи, и его магнитного поля.

    Индуктивность — это величина, равная ЭДС самоиндукции при изменении силы тока в проводнике на 1 А за 1 с. Единица индуктивности — генри (Гн). 1 Гн = 1 В с/А. 1 генри — это индуктивность такого проводника, в котором возникает ЭДС самоиндукции 1 вольт при скорости изменения силы тока 1 А/с. L называют индуктивностью. Демонстрация различных катушек индуктивности применяемых в радиотехнике и электротехнике. Используем раздаточный материал для просмотра учащимися. (катушки индуктивности)

    Люминесцентная лампа – это газоразрядные источники света. Их световой поток формируется за счет свечения люминофоров, на которые воздействует ультрафиолетовое излучение разряда. Его видимое свечение обычно не превышает 1-2%. Люминесцентные лампы (ЛЛ) получили широкое применение в освещении помещений разного типа. Их световая отдача в разы больше, чем у привычных ламп накаливания. В качестве выключателя используют устройство – стартёр. Стартер представляет собой небольшую газоразрядную лампу тлеющего разряда. Стеклянная колба наполняется инертным газом (неон или смесь гелий-водород) и помещается в металлический или пластмассовый корпус. При включении схемы на напряжение сети оно полностью окажется приложенным к стартеру. Электроды стартера разомкнуты, и в нем возникает тлеющий разряд. В цепи будет проходить небольшой ток (20-50 мА). Этот ток нагревает биметаллические электроды, и они, изгибаясь, замкнут цепь, и тлеющий разряд в стартере прекратится. После зажигания лампы в цепи установится ток, равный номинальному рабочему току лампы. Этот ток обусловит такое падение напряжения на дросселе, что напряжение на лампе станет примерно равным половине номинального напряжения сети. Так как стартер включен параллельно лампе, то напряжение на нем будет равно напряжению на лампе и в связи с тем, что оно недостаточно для зажигания тлеющего разряда в стартере, его электроды останутся разомкнутыми при горении лампы.

    5. Закрепление.

    1. Какое явление изучалось на проделанном опыте.
    2. В чём заключается явление самоиндукции?
    3. Может ли возникнуть ток самоиндукции в прямом проводнике с током? Если нет, то объясните почему; если да, то при каком условии.
    4. За счёт уменьшения какой энергии совершалась работа по созданию индукционного тока при размыкании цепи?

    5. Какие факты доказывают, что магнитное поле обладает энергией?

    6. Что такое индуктивность?

    7. Назовите единицу индуктивности в СИ и как она называется?

    8. Что такое дроссель и для чего он нужен при работе люминесцентной лампы?

    Задача1. Какова индуктивность катушки, если при постепенном изменении в ней силы тока от 5 до 10А за 0,1 с возникает ЭДС самоиндукции, равная 20В?

  • По какой причине мигает светодиодная лампа?

    Светодиодные лампы постепенно вытесняют другие разновидности осветительных приборов. Это связано с их низким потреблением электроэнергии, а также продолжительным сроком эксплуатации. Однако некоторые покупатели сталкивались с проблемой мерцания этих приборов. Причин такого неприятного явления может быть несколько.

    Понять, почему мигает светодиодная лампа, помогут советы экспертов. Они также смогут объяснить, как избавиться от такой проблемы. Устранить мерцание можно будет, установив его причину.

    Устройство лампы

    Чтобы понять, почему мигает светодиодная лампа, необходимо уделить внимание ее устройству. В других разновидностях приборов подобных проблем никогда не обнаруживалось. Если хозяева применяли лампы накаливания, в них напряжение от электросети поступало на спираль. Она была элементом сопротивления.

    Строение светодиодной лампы гораздо сложнее. Внутри этого прибора находится преобразователь. Электрический ток при включении устройства поступает от цоколя к нему. Только минуя этот драйвер, питание поступает на светодиоды. От схемы преобразователя зависит качество поступающего на LED-элементы тока.

    В дорогих лампах известных производителей драйвер способен преобразовать нестабильное напряжение переменного характера в постоянный источник энергии. При этом ток будет высокостабильным. На него не смогут повлиять внешние негативные факторы сети (помехи, перепады).

    Некачественный прибор

    Если мигает светодиодная лампа, причиной может быть недостаточное качество прибора. В дешевых разновидностях LED-осветителей вместо драйвера установлен блок питания с гасящим конденсатором. Также такое устройство имеет емкостный фильтр, установленный на светодиодном мосту. Это не позволяет прибору полноценно работать при неблагоприятных внешних воздействиях.

    Некачественный прибор может мерцать из-за недостатков своей конструкции. Причем такая ситуация может наблюдаться как после включения, так и после выключения. Дешевые разновидности ламп с блоком питания применяются в подсобных помещениях, коридорах. Но для освещения жилых комнат (особенно детской) следует приобретать приборы высокого качества.

    Мерцание влияет на зрение. Глаза быстро утомляются. Также снижается умственная деятельность, трудоспособность. Если пульсация прибора составляет выше 20%, не рекомендуется при таком освещении читать, писать или работать на компьютере.

    Мерцание включенной лампы

    Существует несколько причин, почему мигает включенная светодиодная лампа. В первую очередь сюда относится некачественный монтаж. Если контакты цепи соединены недостаточно надежно, это приводит к различным неблагоприятным явлениям. Одним из них становится мерцание LED-устройства.

    При подключении проводов нужно соблюдать правильную полярность. Если проводники промаркированы цветом, подключение производится проще. Но в старых домах приходится пользоваться специальным прибором. Он поможет выяснить, где находится провод «фаза» и «ноль». В противном случае в цепи будет постоянно присутствовать небольшое напряжение. Это и вызовет мерцание лампочки.

    Иногда удается устранить проблему после замены старого трансформатора блоком питания для светодиодной ленты. При этом мерцание во включенном состоянии должно прекратиться.

    Мерцание выключенной лампы

    Иногда случается, что мигают светодиодные лампы при выключенном свете. Это также довольно распространенное явление. Чаще всего причиной этому служат два фактора. Первым из них является установка выключателя с подсветкой. Цепь при этом размыкается, но не до конца. Поступающий на светодиод ток постепенно заряжает конденсатор LED-лампы. Он находится в драйвере. При этом лампочка может мерцать или издавать слабое свечение.

    Второй распространенной причиной, по которой мерцает выключенная светодиодная лампа, может быть ее недостаточное качество. Даже при использовании выключателя с подсветкой прибор известных, проверенных производителей не будет мерцать. В них устанавливаются конденсаторы с повышенной емкостью. Стоимость подобных ламп выше, но и проблема мерцания при их использовании практически никогда не возникает.

    Это основные причины, вызывающие неприятное мерцание. Однако при установлении причины такого явления, необходимо также учесть периодичность вспышек.

    Характер вспышек

    Лампочка может мерцать периодически или постоянно. От этого зависит причина неприятного явления. Если постоянно мигает светодиодная лампа во включенном состоянии, причиной может быть недостаточно высокое напряжение в бытовой сети. Это не позволяет пусковому аппарату зажечь прибор. Отклонение напряжения сети в этом случае составляет более 5%. Если не устранить причину, прибор выйдет из строя раньше установленного производителем срока.

    При скачках напряжения в сети также возможно присутствие постоянного мерцания при включенном свете. В этом случае потребуется приобрести стабилизатор.

    Если во включенном состоянии лампа мерцает только первые 10 секунд после подачи электропитания, вышел из строя стартер. Его нужно заменить или приобрести новый LED-прибор.

    Когда наблюдается периодическое мерцание лампы в выключенном состоянии, причиной может быть источник мощных электромагнитных волн. Такая ситуация может возникнуть, если поднести прибор, например, к включенному телевизору. К таким источникам электромагнитного излучения относятся радиостанции, ЛЭП, а также передатчики операторов мобильной связи.

    Устранение неправильной работы проводки

    Если выключенная светодиодная лампа мигает с определенной периодичностью, в первую очередь нужно проверить правильность ее подключения, а также соответствие параметров электросети требованиям производителя.

    Фазный провод должен подводиться к соответствующему контакту выключателя. Считается неправильным подключение, в котором не учитывается полярность. Такая электронная схема будет находиться под небольшим напряжением все время. Чтобы устранить неисправность, потребуется заново отсоединить провода и поменять их местами.

    Если же после этого мерцание все равно присутствует при выключенном питании, возможно, присутствует наведенное напряжение. Даже на отключенном проводе может появиться потенциал, если параллельно с ним проложен другой кабель. В этом случае проблему решит только ремонт проводки.

    Выключатель с подсветкой

    Причиной, почему мигает выключенная светодиодная лампа, может быть выключатель со светодиодной подсветкой. В этом случае вспышки периодичны, а их мощность невелика. Выключатель с подсветкой имеет неоновый или светодиодный индикатор. Через этот прибор проходит небольшое количество тока. Этого напряжения достаточно, чтобы заряжать конденсатор. В момент разрядки лампа загорается, и цикл повторяется снова. Эта проблема характерна для большинства ламп с блоком управления вместо драйвера.

    Если владельцы такого оборудования не обладают навыками ремонта электротехники, лучше заменить выключатель или приобрести новую лампу высокого качества (с драйвером и конденсатором высокой емкости). Можно также постараться отключить диод на выключателе от сети.

    Также можно решить проблему, если мерцание определяется в люстре с несколькими патронами. Вместо одного LED-прибора нужно вкрутить лампу накаливания любой мощности. Этот элемент возьмет на себя функцию шунтирующего резистора. Представленные решения считаются безопасными с точки зрения пожарной безопасности.

    Конденсатор или резистор

    Если светодиодная лампа мигает после выключения, можно устранить это явление при помощи добавления в схему конденсатора или резистора. Дополнительный элемент подсоединяют параллельно к осветительному прибору. Его располагают с тыльной стороны на выключателе или внутри самого патрона лампы.

    В первом случае приобретают неполярный конденсатор. Его емкость должна быть 0,1-1 мкФ. Этот прибор должен выдерживать напряжение 630 В. Чаще всего в подобных целях применяется конденсатор металлопленочного типа. Такой элемент схемы не будет нагреваться, а также он способен компенсировать помехи сети.

    Если дополнительный элемент планируется смонтировать в патроне, нужно купить резистор с сопротивлением 1 МОм и мощностью от 0,5 до 1 Вт. Его габариты будут в 3 раза меньше, чем у конденсатора.

    Если выключатель имеет 2 клавиши, потребуется включить в схему два конденсатора или два резистора. Однако следует учесть, что добавление к осветительному прибору таких элементов является небезопасным. При незначительных ошибках при подключении возрастает вероятность возникновения пожароопасной ситуации. Резистор и конденсатор не должны соприкасаться с корпусом или проводом. Также рекомендуется применять термоусадочные изоляционные трубки.

    Низкое напряжение электросети

    Если мигает светодиодная лампа (включенная), проблема может заключаться в низком напряжении сети. Жители некоторых городов и сельской местности сталкиваются с такими проблемами. Если решить вопрос с поставщиком электроэнергии не получится, жители таких районов должны приобретать исключительно высококачественные приборы. Они могут работать в диапазоне напряжения сети от 180 до 250 В.

    При наличии недостаточного напряжения в сети или его перепадов, хозяевам рекомендуется установить стабилизатор. Это устройство способно продлить работу всех электроприборов в доме.

    Применение диммера

    Не только низкое напряжение сети объясняет, почему мигает светодиодная лампа. Если прибор подключается через диммер, это может приводить к подобным неприятностям. Включение лампы через такое устройство не на полную мощность приведет к мерцанию при включенном свете. При увеличении мощности питания при помощи диммера, лампочка мигать перестанет.

    В этом случае рекомендуется подключать устройство без понижающих напряжение приборов. Также можно выставлять ручку диммера не на крайние положения.

    Дополнительные помехи

    Если при появлении подобных проблем у хозяев не получилось установить причину неисправности, возникает вопрос о том, что делать. Мигает светодиодная лампа при наличии в квартире или рядом с домом мощных источников электромагнитного излучения. Перед подключением необходимо исключить вероятность их влияния на прибор.

    Сначала нужно определить, какие приборы в помещении могут создавать дополнительные электромагнитные импульсы. Если же проблема определяется не внутри помещения, значит, снаружи есть мощный передатчик радиосигналов. В этом случае хозяевам рекомендуется применять дорогие, качественные лампы. Они мерцать не будут.

    Производитель

    Когда мигает светодиодная лампа с небольшой частотой, это явление может быть незаметно для человеческого глаза. Однако негативное влияние мерцания может проявиться со временем. Начинают болеть глаза, голова, снижается работоспособность. В этом случае, скорее всего, виновником становится блок питания.

    Производители должны указывать на упаковке параметры пульсации прибора. Однако некоторые малоизвестные производители не выполняют эти требования. Также они могут предоставить неправдивую информацию об этом показателе. Определить реальное значение пульсации можно только при использовании специального оборудования.

    Чтобы предупредить появление пульсации и проблем со зрением, нужно отдавать предпочтение при покупке проверенным брендам. Их продукция стоит несколько дороже, но это является выгодным капиталовложением. Качественные устройства способны работать несколько десятков лет. При их правильном подключении и эксплуатации не возникает проблемы пульсации. Даже при наличии неблагоприятных факторов (выключатель с подсветкой, плохая проводка, электростатические помехи и т. д.) подобные устройства будут работать правильно, без мерцания.

    Рассмотрев причины, почему мигает светодиодная лампа, каждый пользователь сможет устранить неприятное явление самостоятельно.

    Светодиодная лампа светится при выключенном выключателе

    Причины

    Прежде всего, нужно знать, что ток светодиода строго нормируется. Особенно это касается верхнего предела, который нельзя превышать. В каждой лампе находится группа диодов, ток через которые стабилизируется драйвером. Но это не относится к лампам небольшой мощности, изготовленным по простейшей схеме. Функцию ограничителя тока в них выполняет обычный резистор. Производители всегда стараются сделать продукцию дешевле, а цена на светодиодные лампы является самой высокой среди конкурентов.

    Сравнительные характеристики разных типов ламп

    При стабильном напряжении питания светодиодные лампы даже с простейшими драйверами могут прослужить несколько лет.

    У светодиодных ламп распространены следующие неисправности:

    1. Полное перегорание одного светодиода в последовательной цепочке. В результате гаснет вся лампа из-за прерывания электрической цепи.
    2. Перегорание одной из нескольких цепочек при параллельно-последовательном включении светодиодов. Лампа при этом не гаснет, но свечение уменьшается.
    3. Стробоскопический эффект – постоянно мерцает диод, который еще полностью не вышел из строя. В результате перегрева нарушается структура p-n перехода с образованием нестабильного участка, периодически пропускающего и закрывающего ток.

    Резистор может хорошо выполнять свою функцию защиты лампочки от повышенного тока при стабильном напряжении питания и тщательном выборе номинала. На самом деле производители не заинтересованы в изготовлении «вечных» изделий. Яркое свечение лампочки в квартире впечатляет, особенно если для этого не требуется значительный расход электроэнергии

    Поэтому некоторые изготовители подбирают резистор или конденсатор, чтобы она светилась во всю мощь даже при пониженном напряжении и привлекала внимание покупателей. Особенно часто этим грешит дешевая китайская продукция

    Когда диоды перегружены при нормальном включении, скачки питающего напряжения сети в квартире приводят к опасному росту тока. Температура кристалла диода увеличивается, что дает еще большее нарастание тока и его быстрый износ.

    Светодиодная лампа с высокой яркостью

    Одним из преимуществ светодиодных ламп является низкое тепловыделение. Но при повышенном напряжении на 20 % они настолько раскаляются, что держать в руках их невозможно, а свет буквально бьет по глазам. Не помогают даже теплоотводящие платы из алюминия. При этом возрастает потребляемая мощность, сводя на нет основное преимущество энергосберегающей лампы.

    Если она разогревается до температуры выше 45-500С, это говорит о превышении допускаемой температуры.

    Скачки напряжения питания приносят вред любым типам ламп. Если его поднять на 1 % выше номинального у лампы накаливания, срок ее эксплуатации сократится на 14 %. Спираль быстро истончается и часто перегорает при включении. Галогеновые лампы при перегреве легко могут разрушиться.

    За слишком большой яркостью светильников гнаться не стоит, так как это может быть одной из причин недолговечности изделия. Интенсивный свет негативно действует на сетчатку глаза. Светодиодная лампа не слишком яркого свечения и без перегрева будет служить долго. В отличие от люминесцентных ламп, снижение напряжения ниже номинального на ней не сказывается отрицательно.

    Одним из показателей качества светодиодной лампы часто является цена. Китайская продукция дороже, чем классическая лампа накаливания в 3-5 раз, но долго она может не прожить из-за дешевого драйвера. Светодиодные лампы известных брендов будут служить долго и хорошо, но цены у них нереально высокие, хотя они постоянно снижаются.

    Обладая хорошими навыками радиолюбителя, можно подобрать подходящий резистор и подключить его в разрыв провода перед патроном, но это мало кого устраивает. При этом появится дополнительное энергопотребление. Многие хозяева предпочитают оставлять на месте классическую лампу накаливания, которую легко заменить в квартире, даже если она часто перегорает.

    Устраняем проблему №1

    После того, как вы поняли, почему моргает энергосберегающая лампочка при выключенном выключателе, легко предложить решение проблемы:

    Способ довольно простой, но работает. Если же мерцают одиночные лампочки, с явлением придется бороться другими методами. С заменой выключателей и ламп, наверное, вопросов не возникнет, а вот с другими способами они могут быть.

    Убираем подсветку

    В выключателях со встроенной подсветкой имеется плата, на которой находится светодиод или маленькая неоновая лампа, сопротивление и контакты (обычно в виде пружинок). Плата эта находится под небольшой пластиковой крышкой на тыльной стороне корпуса выключателя. Чтобы до нее добраться, надо выключатель разобрать.

    Разбираем выключатель чтобы добраться до крышки

    Крышку можно поддеть ногтем или отверткой. Сняв ее, на обратной стороне обнаруживаем плату.

    На обратной стороне крышки установлена маленькая плата подсветки

    Эту плату вынимаем. Она ничем не крепится, просто поддеваем ее и снимаем с фиксаторов. Крышку без платы устанавливаем на место, собираем выключатель и проверяем работоспособность. Все должно работать, за исключением двух вещей: не горит подсветка при выключенном свете и не моргают экономные или светодиодные лампы.

    Оставляем подсветку, меняя параметры цепи питания

    Не все выключатели с подсветкой сделаны с использованием плат. Более бюджетные модели сделаны проще: к диоду припаяно сопротивление и эта цепь установлена параллельно с клавишами выключателя (как на фото ниже).

    Подсветка на выключателе может быть собрана так

    В этом случае можно выпаять/выкусить светодиод и резистор и получим обычный выключатель без подсветки. Но можно изменить параметры этой цепи так, что подсветка будет работать, а лампы моргать или гореть при выключенном свете не будут. Для этого придется заменить резистор — поставить сопротивление:

    • не менее 220 кОм, если подсветка с неоновой лампой;
    • не менее 470 кОм или 680 кОм с подсветкой на светодиоде (подбирается на месте).

    Кроме того? в цепь за сопротивлением встраивается диод 1N4007, катодом к резистору. Второй вход диода припаиваем к лампе подсветки. В результате цепь питания будет выглядеть так, как на рисунке ниже.

    Схема усовершенствованной подсветки

    Чтобы устранить моргание ламп и сохранить подсветку на выключателе, выпаиваем старый резистор, ставим новый вместе с диодом. После чего выключатель можно собирать и ставить на место.

    Убираем моргание ламп при выключенном свете

    В большинстве случаев проблема исчезает. Если лампа все еще мигает, необходимо заменить сопротивление на большее. Такое встречается редко, но…

    Создаем параллельно лампе цепь с меньшим сопротивлением

    Если параллельно лампе подключить резистор, ток будет идти на его разогрев, конденсатор лампы останется без заряда мигания не будет. Резистор берут обычно на 50 кОм и мощность 2 Вт, к нему подпаивают провода, после чего изолируют, оставив снаружи только два провода для подключения. Можно его замотать изолентой или использовать термоусадочную трубку.

    Сначала изолируют места соединения проводников и ножек сопротивления, после накладывают еще один слой изоляции, который закрывает еще и резистор. Токи небольшие, нагрев если и будет, то совсем незначительный, зато с такой двухслойной изоляцией эта переделка безопасна.

    Тщательно изолируем все участки без изоляции

    Есть два способа установить этот резистор: в распределительной коробке или непосредственно на светильнике

    Важно только чтобы он подключался параллельно лампе

    Тут видно, куда надо подключать резистор, но делать так как на фото не стоит: выводы и корпус резистора не заизолированы — не исключено поражение электрическим током при замене лампы

    На те же места подключаете подготовленный ранее заизолированный резистор — это намного безопаснее. В распределительной коробке подключение происходит аналогично. Вам надо найти два провода, которые идут на лампу, и в те же контакты подключить дополнительные проводники. После такой переделки мигать лампочка не будет. Но если вы не сильны в электрике, будьте очень аккуратны.

    Почему светится или мигает лампа

    Одна из самых распространенных причин — подсветка на выключателе. Светодиоды чувствительны к
    сверхмалым токам и наводкам, а элементы выключателя с подсветкой пропускают слабые токи, даже если
    состояние “выкл”. Вторая, так же очень частая причина — выключатель размыкает ноль вместо фазы.
    Разорванный ноль, как правило, имеет емкостную связь с окружающей проводкой и благодаря этому,
    возникают паразитные токи.

    Ситуация, когда выключатель разрывает ноль, повсеместно встречается в проводке советского времени.
    Явление это настолько часто, что порой создается впечатление, будто так делали специально. Напомню,
    в “правильной” электропроводке выключатель должен разрывать фазу. Разорванный ноль, кстати, заставляет
    светиться индикаторную отвертку, приложенную к нему. Аналогично отвертке-индикатору, лампочке порой
    достаточно долей миллиампер для слабого свечения.

    Почему некоторые лампы слабо светятся, а некоторые мигают? Обычно это обуславливается конструкцией
    драйвера лампы, который спрятан в цоколе. Считается, что у мигающей лампы драйвер более качественный,
    а у “тлеющей” более дешевый. Здесь сложно сказать о надежности, перегорают и те, и те.

    Этапы изготовления банного полка

    Значимость драйвера

    Через любой светодиод, независимо от области применения, должен протекать стабилизированный номинальный ток (паспортное значение). Только в этом случае свечение будет ровным, а время работы кристалла сможет перешагнуть рубеж в 10 тыс. часов. Независимо от формы, размера и количества светодиодов, все LED-лампы можно разделить на две основные категории по способу управления:

    • на основе драйвера с импульсным формирователем тока нагрузки;
    • на основе балластного источника напряжения.

    Драйвер с импульсным трансформатором и токовым преобразователем – единственно правильное техническое решение для питания LED-ламп, который выпускается промышленно.

    Чтобы оценить важность стабилизатора тока, рассмотрим его принцип действия на коротком примере. В потолочных люстрах со светодиодной подсветкой, как правило, устанавливают блок стабилизатора тока

    Его выходное напряжение варьируется в широком диапазоне, а значение выходного тока останется константой даже с одним светодиодом в нагрузке. В такой люстре перегоревший светодиод можно просто закоротить. Примерно по такому же принципу функционируют и более мощные токовые драйверы.

    Учитывая, что выпуск светодиодных лампочек с импульсным токовым драйвером экономически не совсем оправдан, китайские предприниматели решили упростить его конструкцию. Вместо драйвера в корпус светодиодной лампы ставят балластный блок питания без функции стабилизации тока. Его выходное напряжение рассчитывают исходя из количества SMD светодиодов внутри корпуса. В результате перепадов напряжения сети изменяется мощность свечения лампы. А частые фазовые скачки до 240 В приводят к тому, что светодиодные лампы перегорают.

    Устройство LED ламп

    Несмотря на многообразие моделей и различие технических решений в зависимости от фирмы-производителя, в каждой светодиодной лампе есть основные узлы:

    • цоколь;
    • корпус;
    • светодиоды;
    • драйвер.

    Как и в обычных осветительных приборах, цоколь применяют для крепления, а корпус для размещения основных элементов. Некоторые из ламп оснащены радиаторами для охлаждения. Источниками освещения выступают светодиоды – полупроводниковые элементы, преобразующие электрическую энергию в световое излучение. Потребляемое ими напряжение значительно ниже обычных 220 В, поэтому и мощность гораздо меньше той, которую расходуют обычные лампочки. На этом и основана экономия при эксплуатации светодиодных ламп. Но для создания нужного напряжения необходимо использовать специальные преобразователи (драйверы), которые понижают его до требуемого значения. Вот тут и проявляются главные отличия. Преобразователь представляет собой сложное устройство, состоящее из электронных компонентов: диодного моста, резисторов, транзисторов, конденсаторов, дросселей, иногда, трансформаторов.

    Устройство и принцип работы светодиодной лампочки

    Чтобы понять причину свечения, нужно выяснить, что находится внутри светодиодного светильника и разобраться, как же он работает.

    Несмотря на свои скромные размеры, прибор этот достаточно сложен. Внутри установлены следующие элементы:

    1. Светодиоды. Это основа всего этого осветительного прибора. Именно от них исходит свет, который так нас радует.
    2. Печатная микросхема из теплопроводной массы. Этим элементом лишнее тепло отводится на радиатор, что позволяет держать внутри светильника температуру, при которой все составляющие его работают стабильно.
    3. Радиатор. Принимает на себя всё излишнее тепло.
    4. Цоколь. Позволяет вкрутить лампу в патрон. В основе цоколя латунь, поверх которой нанесён никель.
    5. Основание. В непосредственном контакте с цоколем находится основание лампы, которое изготавливается из полимеров. Это позволяет предохранить корпус от действия электрического тока.
    6. Драйвер. Благодаря этому элементу прибор может работать стабильно, даже если напряжение в сети будет скакать. По сути, это своеобразный стабилизатор напряжения.
    7. Рассеиватель. Полусфера из стекла, которая прикрывает в верхней части лампу и позволяет рассеивать испускаемый лампочкой световой поток.

    Все элементы прибора взаимосвязаны друг с другом, что и позволяет ему работать надёжно.

    Основы работы светодиодной лампы

    У разных фирм конструкция светодиодных светильников может сильно отличаться друг от друга. Однако принцип функционирования у всех одинаков. Если рисовать схему, то выглядеть она будет так:

    Чтобы эффект p-n-перехода был более сильным, в приборе применяют полупроводники, на поверхность которых наносят самые разные материалы.

    Как только лампа включается, электроны внутри колбы под действием электричества начинаются хаотично двигаться. А когда происходит столкновение электрона с другим, в месте контакта полупроводников электроны преобразуются в фотоны. Именно они и создают свет.

    Чтобы всю эту процедуру оптимизировать, внутри конструкции устанавливают транзисторы или другие элементы ограничивающие ток.

    Принципы изготовления полога в бане своими руками

    Как устранить возникшую проблему

    Есть несколько методов, как избавиться от того, что лампочка светится после полного отключения:

    • Если на выключателе есть подсветка, то его требуется заменить либо убрать светодиод.
    • Изначально плохое качество изделия также сказывается на правильности работы. Тогда осветительный прибор надо заменить на новый и более высокого качества.
    • Если дело в неправильной установке, это можно самостоятельно исправить. Для этого следует проверить, хорошо ли вкручена лампочка на самом деле.
    • Если причина в утечке тока, то надо найти это место и перекрыть, тем самым устранив проблему, которая происходит после отключения освещения.

    В последнем случае происходит неконтролируемая утечка из-за неправильной электропроводки. Люминесцентные лампы чувствительны, поэтому для их работы необходимо малое количество напряжения. Если светильники светят четко, то им его хватает. Иногда происходит так, что мерцание идет периодами, не совсем ровно, тухнет и вновь загорается. Это может означать, что лампочке не хватает силы тока, со временем накапливающегося, а затем выплескивающегося в светодиоды.

    Обычно на этикетках можно найти инструкцию по эксплуатации, с характеристиками и советами по установке. Но случается так, что можно наткнуться на подделку. В таких обстоятельствах нужно осмотреть упаковку и изучить, что на ней написано, чтобы проверить качество изделия.

    Советуем посмотреть видео:

    Как устранить возникшую проблему

    Если светодиодная лампа горит при выключенном свете, как это исправить? Решения бывают различные. Все зависит от сущности самой проблемы.

    1. Например:
    2. Дешевая некачественная светодиодная лампа всегда светится в темноте после ее выключения. Чтобы эту проблему устранить, необходимо заменить ее качественной продукцией от проверенного производителя.
    3. Если горит осветительный элемент из-за того, что используется выключатель с подсветкой, то решить эту проблему можно по-разному.
    4. Например, самый простой выход – это сменить в доме выключатель на обычный, без подсветки. Можно просто отрезать определенный провод, который питает подсветку. Сделать это можно после того, как вскрыли коммутационный аппарат. Но есть другой выход – для сохранения такой функции, достаточно на определенном участке электрической цепи поставить параллельно резистор.
    5. Если светодиодная лампочка светится и причина в проводке, то решить такую проблему будет крайне сложно. Чтобы ее устранить, необходимо найти место утечки тока. Но это может повлечь за собой определенные трудности. Но зато, когда свет будет выключаться, лампочки гореть не будут.

    Разнообразие методов дозволяет разрешить проблему свечения излучателей с диодами так, что они не будут светиться вполнакала при отключении выключателя. Главное – это понять основную причину возникновения проблемы. Надеемся, теперь вам стало понятно, почему светодиодная лампа светится после выключения и что делать, чтобы исправить ситуацию!

    Убрать подсветку будет самым простым и быстрым решением этой проблемы. Чтобы это осуществить, необходимо провести отключение проводов, от которых питается подсветка, перед этим предварительно вскрыв крышку выключателя.

    Как вариант можно еще отрезать этот провод, но сначала обязательно узнайте, где находится силовой провод, чтобы не перепутать.

    Проделав это, заряжающий конденсатор ток не будет протекать, после чего тускло светиться или мигать лампа уже не будет;
    Если вы хотите не столкнуться с этой проблемой, то перед покупкой выключателя обратите внимание на наличие или отсутствие подсветки. Если ее нет, то и главная проблема не появится;
    Неплохим вариантом будет параллельное подключение обычной лампы, использование такого варианта не даст энергосберегаюшему источнику света гореть в выключенном режиме. Это достигается благодаря тому, что ток для подзарядки конденсатора уйдет на нить накала;
    Существуют выключатели, которые имеют обязательную подсветку, нужную для какой-либо цели

    Как же быть в таком случае, и какие действия предпринять?

    Это достигается благодаря тому, что ток для подзарядки конденсатора уйдет на нить накала;
    Существуют выключатели, которые имеют обязательную подсветку, нужную для какой-либо цели. Как же быть в таком случае, и какие действия предпринять?

    Неплохим решением для устранения данной проблемы будет параллельное подключение резистора, который поможет создать дополнительное сопротивление на нужном участке электроцепи. Главный плюс этого способа, это копеечная его цена, совершить покупку резистора вы сможете абсолютно в любом магазине радиотехники.

    Стоит заметить, что резистор не будет негативно влиять на нормальную работу светодиодов. Но когда выключатель отключен, будет работать подсветка, а соответственно резистором будет потребляться ток, который идет на зарядку конденсатора. Также не забудьте заизолировать резистор, для этого лучше всего используйте термоусадочную трубку.

    Проблема в подсветке выключателя

    Чаще всего с вопросом «Почему светодиодные лампы продолжают гореть при выключенном выключателе?» обращаются люди, использующие в помещении выключателями с подсветкой. Миниатюрная неоновая лампочка (иногда светодиод), расположенная внутри корпуса, не влияет на работу светильника, когда источником света является лампа накаливания или галогенка. Если же в светильник вкрутить светодиодную лампочку, то нередко она продолжит тускло гореть и после снятия напряжения.

    Почему так происходит становится понятно, если внимательно посмотреть на схемы включения лампочки через выключатель с подсветкой, приведенные ниже. Из схем следует, что на нагрузке L1 после отключения освещения всё равно присутствует небольшой потенциал, который проникает через цепь неоновой лампочки (рис.

    Обозначения на схемах:

    • HL1 – светодиод или неоновая лампочка подсветки;
    • D1 – диод, ограничивающий обратное напряжение;
    • L1 – светодиодная лампа основного освещения;
    • S1 – выключатель с подсветкой.

    Устранить данную неисправность можно тремя способами:

    1. Заменить имеющийся выключатель на обычный или убрать из него подсветку своими руками.
    2. Установить резистор (рис. 3) или конденсатор (рис. 4) параллельно нагрузке. Радиоэлемент можно разместить в распределительной коробке, в самом патроне лампы либо с тыльной стороны выключателя, если через него проходит и фазовый и нулевой провода. В первом случае потребуется резистор R2 с номиналом в 50 кОм и мощностью 2 Вт либо мощностью 0,5–1 Вт, но с сопротивлением в 1 МОм. Компактность и дешевизна резистора, в данном случае, неоспоримый плюс. Но есть и отрицательный момент – потребление активной мощности и незначительный нагрев. Второй вариант с конденсатором C1 лишен отрицательных моментов резистора и способен компенсировать сетевые помехи от других электрических приборов в помещении. Для установки потребуется неполярный ёмкостный элемент. Рекомендуется использовать конденсатор с ёмкостью от 0,1 до 1 мкФ, способный выдерживать напряжение в 630 вольт.
    3. Убрать еле заметное свечение нескольких светодиодных ламп не составит труда, если они запитаны от одного выключателя. Для этого одну из LED-ламп необходимо заменить лампой накаливания небольшой мощности. Вольфрамовая нить будет выполнять функцию шунтирующего резистора, пропуская через себя вредный ток от подсветки. В результате ни одна из параллельно подключенных ламп не будет светиться при выключенном выключателе, так как силы тока не хватит, чтобы зажечь нить накала.

    Почему так происходит становится понятно, если внимательно посмотреть на схемы включения лампочки через выключатель с подсветкой, приведенные ниже.

    Светильник может не отключаться полностью месяцами. В это время кристалл стареет, уменьшается его яркость, вырабатывается ресурс. Разобравшись, почему после выключения света светодиодные лампочки тускло горят, можно попробовать устранить проблему самостоятельно. Для этого потребуются элементарные знания электротехники и умение пользоваться инструментами. При отсутствии навыков лучше вызвать электрика.

    Если лампу невозможно полностью отключить из-за выключателя со светодиодной подсветкой, первый совет – заменить устройство. Модель без дополнительных функций не вызовет свечения. Устройство с LED-элементом устанавливают в другом месте, где оно не создаст трудностей. Другой выход из положения – удаление подсветки. Корпус выключателя раскручивают, провод к чипу перерезают инструментом. До начала электромонтажных работ отключают питание сети на щитке.

    Если светодиод необходим, ищут конструктивное решение.

    • Заменить в светильнике один из светодиодных приборов лампой накаливания. Она заберет свободный ток. Такой способ подойдет только для приборов с несколькими рожками. Минус метода – уменьшается энергосберегающий эффект освещения.
    • Более трудоемкий вариант – установить в схему параллельно лампе резистор. Его сопротивление должно быть до 50 кОм. Ток будет уходить на резистор, конденсатор останется без заряда. Радиодеталь приобретают в специализированном магазине. При монтаже ножки детали фиксируют на клемме с проводами.

    Проблема с проводкой решается заменой участка с некачественной изоляцией. Для поиска поврежденного места потребуется специальный прибор – мультиметр. При открытом монтаже кабелей найти испорченную изоляцию не составит труда. Скрытое размещение проводов потребует демонтажа декоративного покрытия или штукатурки. В зависимости от состояния коммуникаций проводится замена отдельного участка или всего провода. После монтажа штробы заделывают гипсовым раствором.

    Выводы и полезное видео по теме

    Видеоролик раскрывает две наиболее распространенных причины горения светодиодных ламп даже после выключения электропитания. Предложены также подробные инструкции по их устранению:

    Свечение ламп при выключенном коммутаторе не только неприятно для глаз, но и резко сокращает срок работы светодиодов. Для устранения проблемы нужно установить причину, которая вызывает нарушение в функционировании приборов, а затем устранить ее.

    В большинстве случаев для исправления ситуации понадобится минимум времени и сил. Необходимые работы можно выполнить самостоятельно, используя элементарные инструменты.

    Оставляйте, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке. Поделитесь полезной информацией, которая может пригодиться посетителям сайта. Задавайте вопросы, расскажите о личном опыте в устранении сведения светодиодок после выключения, публикуйте фото по теме статьи.

    На рынке светотехнического оборудования LED-лампы имеют наибольший спрос. Это связано с их преимуществами перед источниками света со схожими характеристиками. Весомыми плюсами являются их экономичность, сниженный коэффициент пульсации, пожаробезопасность, больший в сравнении с другими лампами срок эксплуатации. Но наряду с ними LED-лампы имеют некоторые минусы. Одним из недостатков является свечение при выключенном выключателе. Если при включенном положении коммутирующего устройства лампы горели равномерно и без мерцаний, а при отключенном их свет потускнел, но остался, то это будет описываемая далее ситуация.

    Столкнувшись с этим явлением, не стоит удивляться. Это свидетельствует о том, что происходит протекание тока по СД. В этом процессе существует и положительная сторона. Установив для освещения дворовой площадки светодиодный прожектор, ночью его можно использовать как подсветку. Но существует и негативный вариант развития событий, когда лампа начинает загораться, но тут же гаснет. Это явно будет действовать вам на нервы в ночное время суток. Рассмотрим это явление и подробно остановимся на способах его устранения.

    Одной из причин горения светодиодной лампы после выключения могут стать:

    1. слабая изоляция или повреждение иного рода электрической проводки;
    2. конструктивно СД-лампа имеет светодиоды низкого качества;
    3. устройство переключения имеет световую индикацию;
    4. необычное функционирование светодиода.

    Если клавиши выключателя находятся в положении «отключено», а лампы все равно горят, то необходимо вначале проверить позиции 2, 3. Так как идентифицировать место повреждения в электрической проводке сложно.

    Для нахождения участка, имеющего недостаточную изоляцию, необходимо подать в цепь повышенное напряжение в течение 60 секунд. В результате этого в месте повреждения возникает пробой. Участок проводки следует заменить.

    Но иногда СД слабо светится по причине особенной функциональности. При прохождении тока в цепи конденсатор способен накапливать электрическую энергию. А после остановки подачи напряжения он имеет остаточное свечение. А также лампа при выключенном свете продолжает тускло гореть вполнакала из-за ее низкого качества. В большинстве случаев ошибка кроется в микросхеме.

    Первый ученый Леонардо. Леонардо да Винчи [Настоящая история гения]

    Первый ученый Леонардо

    Всю жизнь Мастер испытывал поразительное любопытство, он жаждал – именно жаждал – знать, как же все устроено, как движется, как может двигаться. Он искал законы и причины всего на свете, нащупывал взаимосвязи, пронизывающие наш мир. Эта страсть заставляла его отказываться от прибыльных заказов в пользу исследований и научных опытов, которые зачастую не приносили материального достатка.

    Так что мы можем сказать об ученом Леонардо? Прежде всего, да Винчи – создатель научного метода. Да-да, ни много ни мало, он создал науку, как познавать мир.

    Так что же такое научный метод?

    Это определенный способ получения знаний о природных явлениях. Его можно разбить на несколько шагов.

    Шаг первый: наблюдение за природными явлениями и их регистрация (сбор данных).

    Шаг второй: создание научной модели на основании полученных данных так, чтобы они не противоречили друг другу. Если есть возможность, то полученная модель обосновывается с помощью математических выкладок.

    Шаг третий: созданная модель проверяется новыми наблюдениями и научными экспериментами. Их результаты должны давать один и тот же результат независимо от количества экспериментов (допускаются лишь научно обоснованные погрешности). Простой пример: если у вас в квартире сделана исправная проводка и подведено напряжение, а в светильник вкручена исправная лампочка, то при включении выключателя она загорится всегда. Если лампочка не загорается, значит, одно из условий вашего «эксперимента» нарушено.

    Шаг четвертый: проверенная и подтвержденная многократными опытами модель становится научной теорией.

    Разумеется, такая последовательность не всегда соблюдается. Некоторые открытия делаются случайно в буквальном смысле слова, а порой гипотезы приходят ученым на ум после одного-двух наблюдений. Однако исключения лишь подтверждают правила.

    Случается так, что эмпирические данные заставляют отказаться от признанной и давно используемой научной теории и отныне рассматривать ее как частый случай более общей теории. Практически всегда новые данные заставляют ограничить область применения существующих научных теорий. Дело в том, что все явления взаимосвязаны. И чтобы объяснить какое-то явление полностью, надо познать всё на свете и создать теорию, которая включала бы в себя все законы природы, что, как вы понимаете, невозможно. В итоге любая научная теория описывает лишь определенный «участок». Сами научные работы всегда остаются как бы незавершенными – точь-в-точь как работы Леонардо. Этот процесс непрерывен: раз за разом устаревшие теории сменяются новыми, более совершенными. Но пройдет время, и они тоже устареют, им на смену придут иные…

    Так что в итоге мы вынуждены признать: все научные модели в той или иной степени ограниченны и относительны. Фактически ученые создают некую сеть взаимосвязанных научных моделей, которые позволяют давать ответы в той или иной области и двигаться вперед по пути познания мира.

    За пятьсот лет до того, как научный метод стал общепризнанным среди исследователей, Леонардо да Винчи сформулировал для себя его основные принципы и постоянно применял их на практике.

    Однако это стало ясно лишь тогда, когда все сохранившиеся записи Леонардо были сведены воедино, а главное, были датированы – ведь архив Мастера оказался перемешан его потомками. Тогда перед теми, кто изучал кодексы, предстала картина исследований – картина научного метода.

    Леонардо делал то, что делают сейчас все ученые: изучал имевшуюся литературу по интересующему его вопросу, проводил наблюдения и эксперименты, причем систематически, затем формулировал гипотезу и, если это было возможно, подкреплял свои выводы с помощью математики.

    Ботанический рисунок Леонардо да Винчи. В его рисунках сочетается точность научных наблюдений с гением рисовальщика. Рисунок выполнен красным мелом, пером и чернилами. Изображены: листья лютика, растение под названием «Звезда Вифлеема», лесной анемон, семена и цветы молочая

    Никто до него не занимался чем-то подобным. Ученые Древней Греции, сделавшие так много для развития античной науки, считали эксперимент чем-то недостойным. Они полагали, что к истине можно прийти только путем логических построений, никаких проверок на опыте не требуется.

    К сожалению, в Средние века и даже позже, уже в эпоху Ренессанса, этот подход к научным проблемам сохранился. Но не так действовал Леонардо.

    Уже будучи пожилым человеком, проживая в Риме, в Бельведере, он сделал такую запись: «Сначала я сделаю некий опыт, прежде чем пойду дальше, ибо мое намерение сначала провести опыт, а затем посредством рассуждения доказать, почему данный опыт вынужден протекать именно так. И в этом истинное правило, как должны поступать изыскатели естественных действий».

    В истории науки принято считать, что первым ученым, разработавшим строгий эмпирической подход, был Галилео Галилей. Однако за 120 лет до него именно Леонардо сформулировал принципы, отцом которых потом объявили Галилея.

    Зачастую Мастер обращал внимание на какое-нибудь утверждение известного автора, к примеру Платона, и начинал проводить наблюдения и опыты с целью подтвердить или опровергнуть спорное суждение. В течение всей жизни он мог возвращаться к одной и той же проблеме, если его не устраивало найденное объяснение. Для него не было чем-то странным пересмотреть собственные суждения и отвергнуть раннюю гипотезу, заменив ее более точной и верной. Он всегда работал над несколькими проблемами одновременно. Он всюду искал аналогии, сравнивал усилия, передаваемые блоками и рычагами с работой костей, сухожилий и мускулов, занимаясь живописью, он изучал оптику…

    И теперь мы можем сказать, что Леонардо был первым, кто применил в своих исследованиях научный метод.

    То есть он совершил великое открытие, к сожалению оставшееся погребенным в его дневниках: указаний, как вести научные исследования, ученые будущих столетий от него так и не получили.

    Данный текст является ознакомительным фрагментом.

    Продолжение на ЛитРес

    Необъяснимый феномен людей, которые включают и выключают уличные фонари во время ходьбы

    Вы когда-нибудь замечали странные электронные явления, происходящие в вашем присутствии? А еще лучше, вы включаете/выключаете уличные фонари, когда проходите мимо?

    Существует так много случаев необъяснимых явлений , что всего одна история может привести вас в трепет. Один такой случай покажется почти невероятным. 53-летняя американская домохозяйка рассказала эту историю исследователю по имени Хилари Эванс , которая давно занимается изучением феномена людей, способных влиять на уличные фонари:

    «Долгое время я могла не верю, что уличные фонари гаснут при моем приближении.Впервые я обратил внимание на эту странность, когда стал ходить по вечерам на лекции в колледже. Несколько раз, как только я сворачивала на свою улицу, в нашем доме гас свет. Я никому ничего не сказал, потому что думал, что со светом что-то не так.

    Потом я стал подходить к дому с другой стороны улицы, но вскоре и там стал гаснуть свет. Я подумал, что это поразительное совпадение. Однажды, например, я шел домой с другом, и вдруг, когда мы проходили мимо, погасли четыре лампы.Как только мы ушли, все огни снова зажглись.

    Это продолжается до сих пор, и мало кто мне верит, пока не увидит своими глазами.

    Эванс работает с Ассоциацией научных исследований аномальных явлений (ASSAP) и получает подобные истории со всего мира.

    На самом деле, с начала 90-х она собирала такие свидетельства и профилировала их в текущем проекте, называемом (СЛАЙД) или Обмен данными о помехах уличного освещения .

    Она говорит, что в отличие от других паранормальных явлений, это явление, называемое Помехами уличного освещения ,  , не зависит от веры или неверия самих людей. Это просто случается и оставляет свою «жертву» в замешательстве, а иногда даже в страхе.

    Хотя эти показания различаются по содержанию, многие из них все еще записываются и продолжают сбивать с толку исследователей.

    Возможные объяснения странного поведения уличных фонарей

    Инженер-электрик  Билл Бити считает, что люди, которые испытывают это явление, на самом деле похожи на « ходячих генераторов ».То есть их тела производят значительное количество статического электричества , которое может влиять на работу уличных фонарей .

    Многие люди производят статическое электричество , шаркая ногами по ковру. Это всего лишь один из многих примеров. Бити сказал, что некоторые люди способны производить электричество, «получая» электроны из воздуха при каждом вдохе .

    Но если дыхание может сделать нас электрически заряженными, почему электроприборы вокруг нас не выключаются и не включаются? Бити сказал, что, возможно, у некоторых людей есть какой-то «вирус» , который еще не обнаружен и изменяет легкие людей так, что они начинают работать как своего рода внутренняя электростанция.

    Кроме того, Битти признался, что понимает, что эта теория звучит как полный бред.

    » Есть много очень странных, невероятных вещей. Некоторым удается найти им объяснение и затем получить Нобелевскую премию ».

    И тем не менее, некоторые из этих явлений не находят подходящих объяснений, оставляя нас надолго в недоумении и догадках. Иногда мы даже просто списываем их со счетов как странности. В этом случае, я думаю, жюри еще не вынесено.

    Что вы думаете? Вы когда-нибудь сталкивались с этим странным явлением или знаете кого-то, кто сталкивался с ним? Вы замечали, что уличные фонари включаются или выключаются, когда вы приближаетесь к ним без видимой причины? Мы хотели бы услышать о вашем опыте. Пожалуйста, поделитесь ими с нами в разделе комментариев ниже.

    Ссылки :

    1. http://www.theepochtimes.com
    2. https://en.wikipedia.org

    Основатель и ведущий редактор Learning Mind

    Анна ЛеМинд — энтузиаст психологии со степенью бакалавра степень в области социальных наук.Она глубоко мыслящий интроверт, который пишет о человеческом поведении и личности, природе интроверсии, концепции принадлежности и социальной тревоге, надеясь помочь тем, кто борется с такими же проблемами, как и она. Анна является автором книги «Сила неудачников: как найти свое место в мире, в который вы не вписываетесь », цель которого — помочь всем интровертам, социально тревожным людям и одиночкам найти свой путь в этом громком, экстравертном мире. world.Latest posts by Анна ЛеМинд, BA (посмотреть все)
    Copyright © 2012-2022 Learning Mind.Все права защищены. Для получения разрешения на перепечатку свяжитесь с нами.

    Почему нашему зрению требуется так много времени, чтобы приспособиться к затемненному театру после того, как мы вышли из яркого солнечного света?

    Рафаэль Карузо, исследователь отдела офтальмологической генетики и зрительных функций Национального института глаз в Бетесде, штат Мэриленд, дает нам ответ.

    Если мы заходим с улицы в яркий солнечный день в очень тускло освещенную комнату, то поначалу едва ли можем видеть то, что нас окружает. Однако со временем мы постепенно обретаем способность обнаруживать содержимое комнаты.Это явление известно как «темновая адаптация», и обычно требуется от 20 до 30 минут, чтобы достичь своего максимума, в зависимости от интенсивности светового воздействия в предыдущем окружении.

    Человеческая сетчатка может выполнять свою функцию обнаружения света в поразительном диапазоне интенсивности света, от яркого солнечного света до тусклого звездного света, полагаясь на два типа светочувствительных клеток или фоторецепторов. Первые, колбочки, развились для дневного зрения и могут реагировать на изменения яркости даже при чрезвычайно высоких уровнях освещения.(Однако колбочки не могут надежно реагировать на свет при тусклом освещении.)

    Фоторецепторы ночного видения называются палочками. Палочки могут действовать как детекторы света даже при крайне низком уровне освещенности, но они неэффективны — они, как известно, «насыщаются» — при ярком свете. Примечательно, что палочки могут надежно реагировать на один фотон видимого света, поэтому они работают на физическом пределе обнаружения света.

    И колбочки, и палочки участвуют в адаптации к темноте, медленно повышая свою чувствительность к свету в условиях слабого освещения.Колбочки адаптируются быстрее, поэтому первые несколько минут адаптации отражают зрение, опосредованное колбочками. Палочки работают медленнее, но, поскольку они могут работать при гораздо более низких уровнях освещения, они вступают во владение после начального периода адаптации, опосредованного колбочками. На самом деле это общая черта многих сенсорных систем: если ощущение зависит от стимуляции более чем одного типа рецепторных клеток, наиболее чувствительным типом рецепторов в любой момент времени будет тот, который опосредует ощущение.

    Итак, что же происходит в колбочках и палочках при адаптации к темноте? Чтобы попытаться ответить на этот вопрос, мы должны сначала рассмотреть механизм, лежащий в основе функции колбочек и палочек.Единственным опосредованным светом явлением в зрении является взаимодействие фотонов видимого света с белковыми молекулами в фоторецепторах, известных как опсины колбочек или палочек, которые также известны как «зрительные пигменты». Человеческие колбочки имеют один из трех типов опсинов, каждый из которых имеет немного различную чувствительность к спектру света, что важно для цветового зрения. Палочки, с другой стороны, имеют единственную форму опсина, называемую родопсином. У позвоночных все опсины фоторецепторов содержат молекулу, называемую ретиналем или ретинальдегидом.(Конечным источником ретиналя является пищевой витамин А; по этой причине ранним признаком дефицита витамина А является куриная слепота.)

    Поглощение фотона молекулой ретиналя вызывает изменение молекулярной конфигурации его углеводородной цепи — процесс, известный как фотоизомеризация. После фотоизомеризации опсин становится химически активным и способен инициировать ряд биохимических событий в колбочках и палочках, которые в конечном итоге приводят к изменению количества молекул глутамата, высвобождаемых фоторецептором.Глутамат, аминокислота и нейротрансмиттер, действует как мессенджер, передающий другим клеткам сетчатки информацию о световой стимуляции фоторецепторов. После активации светом молекула опсина высвобождает трансформированную молекулу сетчатки. Свободный опсин — опсин, высвобождающий свою молекулу сетчатки, — вероятно, является молекулой, ответственной за снижение чувствительности сетчатки к свету.

    Для восстановления этой чувствительности требуется адаптация к темноте. Это достигается за счет восстановления исходной биохимической конфигурации зрительных пигментов.Это включает рекомбинацию свободного опсина с нетрансформированной сетчаткой, что приводит к регенерации колбочек опсинов и родопсина. Вероятной причиной относительно низкой скорости темновой адаптации является скорость доставки ретиналя к фоторецепторам. Поскольку этот процесс эволюционировал, чтобы приспособиться к медленным изменениям освещенности, происходящим при переходе от дня к ночи, скорость изменения чувствительности вполне достаточна для компенсации изменений естественного освещения.

    Многие заболевания, нарушающие сложный молекулярный механизм, лежащий в основе адаптации к темноте, приводят к куриной слепоте.В дополнение к дефициту витамина А, который является наиболее распространенной причиной куриной слепоты в неиндустриальном мире, это состояние может быть вызвано наследственными заболеваниями глаз. Многие из этих заболеваний, такие как пигментный ретинит, вызваны мутациями в генах, которые кодируют множество белков, управляющих изящным молекулярным механизмом, участвующим в обнаружении света.

    Для дальнейшего чтения:

    Фототрансдукция, темновая адаптация и регенерация родопсина. Т. Д. Лэмб и Э. Н. Пью-младший, в Investigative Ophthalmology & Visual Science, Vol. 47, стр. 5138–5152; 2006.

    Первые шаги в видении. Главы 4, 6, 7 и 8. Р. В. Родик. Sinauer Associates, 1998.

    Разгадана ли тайна шаровой молнии?

    Серия изображений, показывающих создание явления, похожего на шаровую молнию, в лаборатории. Изображение через Дэвида М. Фрайдей и др. ал/Би-Би-Си.

    Шаровая молния — одно из самых известных природных явлений, которое мало кто видел.До недавнего времени большинство ученых относились к шаровой молнии скептически; это казалось скорее мифом, чем реальностью. В настоящее время шаровая молния пользуется большим доверием среди ученых, но по-прежнему верно то, что большинство изображений, которые вы видите в Интернете, выдавая себя за шаровую молнию, являются просто переэкспонированными изображениями обычной молнии. На самом деле, ни один из опрошенных нами экспертов не смог указать нам на реальное изображение шаровой молнии в природе. Что такое шаровая молния? Со времен древних греков поступали сообщения о маленьких шарах яркого плазмоподобного света, движущихся по земле, а затем исчезающих.Объяснение до сих пор по большей части ускользает от ученых, хотя в настоящее время предлагаются различные объяснения. И теперь есть потенциальный новый ответ, основанный на предыдущих исследованиях, на эту сбивающую с толку загадку.

    Исследование опубликовано в новой рецензируемой статье Владимира Торчигина из Российской академии наук в июльском номере журнала Optik за 2019 год.

    Как следует из названия, шаровая молния часто рассматривается как разновидность молнии.Однако на самом деле это может быть не так; это может быть не настоящая молния. Ранее предложенная Торчигиным гипотеза предполагала, что эти странные шары — просто свет, запертый внутри сферы разреженного воздуха. Новая статья расширяет эту идею и предлагает физические параметры того, как эти вещи могут существовать.

    Торчигин ранее предположил, что световые шары состоят из фотонов – элементарных частиц, являющихся основными единицами света, — рикошетирующих внутри воздушного пузыря, созданного ими самими.Его гипотеза основана на предпосылке, что любая частица поглощает и излучает электромагнитное излучение, и возникает отдача, называемая силой Абрахама-Лоренца. Свет, исходящий от удара молнии, заставляет частицы воздуха колебаться, поскольку они поглощают и передают электромагнитное излучение.

    Эти силы обычно очень малы, но могут быть усилены при правильных условиях: создание тонкого слоя воздуха, преломляющего свет обратно в себя. Из реферата статьи:

    Мы показываем, что загадочное и интригующее поведение шаровой молнии, наблюдаемое многими очевидцами, объясняется в предположении, что шаровая молния состоит только из света и сжатого воздуха.В отличие от мыльного пузыря сферическая оболочка шаровой молнии состоит из сильно сжатого воздуха, в котором обычный белый свет вращается во всех возможных направлениях. Свет сжимает воздух за счет оптического электрострикционного давления. В свою очередь оболочка из сжатого воздуха представляет собой двумерный световод, препятствующий распространению света в свободном пространстве. Таким образом, шаровая молния представляет собой замкнутый свет в нелинейно-оптической среде в виде обычной воздушной атмосферы.

    Тонкий слой воздуха напоминал бы пленку мыльного пузыря.Этот «пузырь» мог фокусировать свет, как линза. Когда свет становится достаточно интенсивным, частицы воздуха выталкиваются на внешнюю границу — пленку пузыря — где фотоны могут концентрироваться на несколько секунд.

    Гравюра 1901 года, изображающая наблюдение шаровой молнии. Изображение из Викимедиа.

    Некоторые из этих пузырьков-зародышей снова быстро исчезнут из-за недостатка света или из-за того, что поверхность пузыря не полностью закрыта. Те, что продержались дольше , мы называем шаровой молнией.

    Так как же Торчигин пришел к таким выводам?

    Гипотеза представляет собой комбинацию предыдущих предположений с физическими моделями, которые определяют плотность света и давление воздуха, необходимые для образования таких фокусирующих свет пузырей. Это полный ответ? Еще нет. Есть некоторые детали, которые он еще не объясняет, например случай в Китае несколько лет назад, когда шаровая молния была зарегистрирована после удара молнии. Событие было зафиксировано на спектрографе, поэтому ученые смогли получить разбивку его электромагнитного спектра.Это также может не объяснить сернистые запахи, о которых иногда сообщают. Но это может привести к экспериментам, которые либо подтвердят, либо опровергнут это последнее предположение о том, как работает шаровая молния.

    Шаровая молния известна уже несколько столетий. Шары обычно размером с грейпфрут медленно движутся по земле. Их видели во время гроз, отсюда и ранние теории о том, что это просто другая форма молнии. Обычно они исчезают через 10 секунд, бесшумно, но иногда можно услышать хлопающий звук.Было замечено, что они даже проходят через закрытые окна!

    Художественная концепция шаровой молнии.

    Согласно другой теории, инженер Кентерберийского университета Джон Абрахамсон предположил, что шаровая молния может быть результатом выталкивания испарившегося материала земли ударной волной воздуха. Испаренный кремнезем конденсируется в наночастицы — микроскопические частицы по крайней мере с одним размером менее 100 нанометров — и связываются вместе электрическими зарядами. Он светится горячим из-за химической реакции между кремнием и кислородом в воздухе.

    Три основные характеристики шаровой молнии были описаны в 1970-х годах Стэнли Сингером: продолжительность, плавающее движение и внезапное исчезновение. Все должно быть объяснено любыми предлагаемыми теориями.

    Одно из самых ранних задокументированных сообщений о шаровой молнии относится к штормовому воскресенью 1638 года. В результате загорелась приходская церковь в Девоншире, Англия, и несколько человек внутри погибли. С тех пор были тысячи наблюдений. Шаровая молния или, по крайней мере, что-то подобное, даже была создана в лаборатории.В исследовании 2007 года, опубликованном в журнале Physical Review Letters , исследователи из Федерального университета Пернамбуку в Бразилии использовали электричество для испарения крошечных пластин кремния. Это создало синие или оранжево-белые сферы размером с мячик для пинг-понга, которые парили вокруг в течение восьми секунд.

    Итог: Шаровая молния долгое время была загадочным явлением, объяснение которого ускользало от ученых на протяжении сотен лет. Но благодаря постоянным исследованиям таких ученых, как Торчигин, кажется, что ответ на эту загадку, наконец, может быть совсем рядом.

    Источник: Физика шаровой молнии в виде светового пузыря

    Через научное оповещение

    Пол Скотт Андерсон
    Просмотр статей
    Об авторе:

    У Пола Скотта Андерсона страсть к исследованию космоса началась еще в детстве, когда он посмотрел «Космос» Карла Сагана. В школе он был известен своей страстью к исследованию космоса и астрономии.В 2005 году он начал свой блог The Meridiani Journal, который представлял собой хронику исследования планет. В 2015 году блог был переименован в Planetaria. Хотя он интересуется всеми аспектами освоения космоса, его главной страстью является планетарная наука. В 2011 году он начал писать о космосе на фрилансе, а сейчас пишет для AmericaSpace и Futurism (часть Vocal). Он также писал для Universe Today и SpaceFlight Insider, публиковался в The Mars Quarterly и писал дополнительные статьи для известного iOS-приложения Exoplanet для iPhone и iPad.

    БИОДОТЭДУ

    Энергия и электроны



    Когда электрон сталкивается с фотоном света, он поглощает кванты энергии, которые нес фотон, и переходит в более высокое энергетическое состояние.

    Один из способов представить это более высокое энергетическое состояние состоит в том, чтобы представить, что электрон теперь движется быстрее (он только что был «ударен» быстро движущимся фотоном).Но если скорость электрона теперь больше, его длина волны также должна была измениться, поэтому он не может долго оставаться на исходной орбите, где исходная длина волны была идеальной для этой формы орбиты.

    Итак, электрон переходит на другую орбиту, где его собственная длина волны снова находится в фазе с его собственной.

    Таким образом, электроны должны прыгать внутри атома, приобретая или теряя энергию. Это свойство электронов и энергии, которую они поглощают или выделяют, можно использовать в повседневной жизни.

    Почти любое электронное устройство, которое вы покупаете в наши дни, поставляется с одним или несколькими светоизлучающими диодами (обычно называемыми « светодиодами »). Это крошечные пузырьки из эпоксидной смолы или пластика с двумя разъемами для проводов. Когда через диод проходит электричество, он светится характерным цветом, говорящим о том, что устройство работает, включено и готово к работе.

    Глубоко в полупроводниковых материалах светодиода находятся «примеси», такие материалы, как алюминий, галлий, индий и фосфид.При правильной стимуляции электроны в этих материалах перемещаются с более низкого уровня энергии на более высокий уровень энергии и занимают другую орбиталь.

    Затем, в какой-то момент, эти электроны с более высокой энергией отдают свою «лишнюю» энергию в виде фотона света и падают обратно на свой первоначальный энергетический уровень. Внезапно возникший свет уносится прочь от электрона, атома и светодиода, чтобы раскрасить наш мир.

    Как правило, светодиод излучает свет только одного цвета (красный или зеленый являются наиболее предпочтительными).Хотя они дешевы, просты в изготовлении и не требуют больших затрат на эксплуатацию, светодиоды , а не , обычно используются для освещения комнаты, потому что обычно они не могут воспроизводить широкий спектр различных цветов, необходимых для «белого» света.

    Это связано с квантовой природой атомов, используемых в светодиодах, и квантовой энергией электронов внутри них.

    Когда возбужденный электрон внутри светодиода отдает энергию, он должен делать это в виде сгустков, называемых квантами .Это фиксированные пакеты энергии, которые нельзя изменить или использовать дробями; они всегда должны передаваться целыми суммами.


    Таким образом, у возбужденного электрона нет выбора, кроме как испустить либо 1 квант, либо 2 кванта энергии, он не может испустить ни 1,5 кванта, ни 2,3 кванта. Кроме того, электрон может перемещаться только по очень ограниченным орбиталям внутри атома; он должен оказаться на орбите, где используемая длина волны находится «в фазе» с самой собой.Эти два ограничения ограничивают качество квантов энергии, выделяемых электроном, и, таким образом, природу фотона света, улетающего от светодиода.

    Поскольку испускаемая энергия строго ограничена квантами и квантами, которые позволяют электрону перемещаться в подходящее место внутри атома, фотоны света также ограничены крошечным диапазоном значений длины волны и частоты (свойство, которое мы видим как «цвет»).

    Многие светодиоды имеют электроны, которые могут отдавать только кванты энергии, которые при преобразовании в фотоны производят свет с длиной волны около 700 нм, который мы затем видим как красный свет.Эти электроны настолько ограничены в квантах, которые они могут излучать, что они никогда не излучают синий свет, зеленый свет или желтый свет, а только красный свет.

    Линии в Spectra

    Задолго, задолго до того, как в нашей жизни появились светодиоды, ученые, пытавшиеся понять электроны в атомах, заметили подобное явление, когда свет либо освещался определенными материалами, либо испускался определенными материалами.

    В 1859 году немецкий физик Густав Роберт Кирхгоф и его старший друг Роберт Вильгельм Бунзен пришли к умной идее. Они использовали горелку Бунзена, чтобы сильно нагреть крошечные кусочки различных материалов и минералов, пока они не стали настолько горячими, что начали светиться и испускать свет.

    Натрий, например, при нагревании до накала дает сильный желтый свет, но не синий, зеленый или красный. Калий светился тусклым фиолетовым светом, а ртуть — ужасным зеленым светом, но не красным или желтым.

    Когда Кирхгоф пропускал испускаемый свет через призму, он разделялся на разные длины волн (так же, как при использовании белого света возникает эффект радуги), и он получил удар током. Он мог видеть только несколько тонких линий света в очень специфических местах и ​​часто далеко друг от друга.

    Ясно светящийся натрий не излучал белый свет со всеми длинами волн, на самом деле он излучал только очень характерную полосу света в желтой области спектра — совсем как светодиод!

    Кирхгоф и Бунзен тщательно измерили количество и положение всех спектральных линий, испускаемых целым рядом материалов.Они были названы эмиссионными спектрами , и когда они собрали достаточное их количество, стало ясно, что каждое вещество дает очень характерный линейчатый спектр, который является уникальным. Никакие два вещества не производят одинаковых серий линий, и если два разных материала соединить, они вместе дадут всех линий, произведенных обоими веществами.

    Это, по мнению Кирхгофа и Бунзена, было бы хорошим способом идентификации веществ в смесях или в материалах, которые необходимо проанализировать.Так они и сделали. В 1859 году они обнаружили спектр линий, которого никогда раньше не видели и который не соответствовал ни одному известному веществу, поэтому совершенно справедливо сделали вывод, что открыли новый элемент, который назвали цезий от латинского слова означает «небесно-голубой». (Угадайте, в какой части спектра они нашли линии!).

    Квантовые числа
    и
    Уровни энергии

    Все исследования строения атома и ужасающе трудных для понимания свойств электронов объединяются в тему «энергии электронов».

    Атом, такой как литий, имеет три электрона на различных орбиталях, окружающих атомный центр. Эти электроны можно бомбардировать энергией, и если они поглотят достаточное количество квантов передаваемой энергии, они будут прыгать и в самом крайнем случае полностью покинуть атом лития. Это называется ионизация .

    Количество энергии, необходимое для удаления первого электрона из лития, составляет 124 килокалории/моль, количество энергии, которое нетрудно обеспечить, поэтому атомы лития легко ионизируются.

    Однако требуется почти 1740 килокалорий/моль энергии, чтобы выбить второй электрон из окружения иона лития (теперь это «ион», потому что он уже потерял один электрон). Чтобы вытеснить третий и последний электрон вокруг иона лития, требуется огромное количество энергии в 2820 килокалорий/моль.

    Частично эта разница в количестве энергии, необходимой для вытеснения различных электронов из центра атома лития, связана с тем, что центр атома лития несет положительные заряды трех протонов.Таким образом, для перемещения отрицательно заряженного электрона от положительно заряженного атомного центра требуется все больше и больше энергии по мере увеличения количества ненейтрализованного заряда;

    Ли —> Ли + + е

    Ли + —> Ли ++ + е

    Ли ++ —> Ли +++ + е

    Однако количество энергии, необходимое для удаления первого электрона, является хорошей мерой того, что требуется, чтобы побудить электрон покинуть свой атом, и, во-первых, насколько крепко он там удерживается.

    Внутри атома, как указывал Бор, существуют различные возможные положения электронов, определяемые главным квантовым числом , обычно записываемым как « n ».


    Бор определил энергию электронов, находящихся в этих различных местах квантового состояния, по формуле:

    E n = — E o /n 2

    В этой формуле E o есть целый набор физических констант, которые для такого атома, как водород, имеют значение 313 килокалорий/моль.Используя эту формулу, можно рассчитать, сколько энергии имеет электрон в каждом из других, различных квантовых состояний (n = 2, n = 3, n = 4 и т. д.). Обычно это представляется в виде диаграммы (см. слева).

    Для того, чтобы электрон в основном состоянии (n = 1) переместился на следующий уровень (n = 2), он должен поглотить квант энергии, количество которого идеально для этого перемещения. Если квант слишком мал, электрон не сможет достичь следующего уровня, поэтому он и не пытается.Если квант слишком велик, электроны перескочат следующий уровень, так что опять же, он не пытается. Только кванты точно нужного размера будут поглощены и использованы.

    Аналогично, если электрон уже находится на втором уровне (n = 2), а на нижнем уровне (n = 1) есть место для электрона, он может высвободить квант энергии и опуститься на нижний уровень . Но количество выделяемой энергии будет целым квантом. Если эта энергия выделяется в виде света (как это происходит со спектрами излучения), то фотоны, уносящиеся от падающего электрона, будут только одного размера и качества (цвета).Следовательно, светящийся натрий или светодиоды испускают только очень дискретные полосы света с разными цветами или полосами в пределах своего спектра.

    Все это означает, что если белый свет (со всеми возможными длинами волн, цветами и возможными квантами энергии) падает на определенные материалы или вещества, только определенные длины волн (и их кванты энергии) будут поглощаться электронами в этом веществе. Только в узкой полосе света будет достаточно квантов, чтобы переместить электрон на следующий уровень или на уровень выше этого и так далее.

    Эта длина волны будет удалена из спектра света и оставит после себя темную полосу отсутствия света. Абсорбционная спектроскопия, таким образом, является равной и противоположной эмиссионной спектроскопии. Однако в обоих случаях именно поглощение квантов для перемещения электронов или испускание квантов для перемещения электронов в атоме является причиной того, что воздействуют только определенные длины волн света.

    Квантовый атом —
    — Краткое изложение

    Хотя первоначальное представление Бора о квантовом атоме изменилось за годы, прошедшие с тех пор, как он впервые предложил эту концепцию, тем не менее основные принципы остаются в силе:

    1. Электроны должны занимать определенные объемы пространства вокруг атомного центра («ядра») — эти объемы пространства называются орбиталями

    2. Электрон на орбите имеет определенную длину волны.Фактическую длину волны можно определить по формуле де Бройля «длина волны = постоянная Планка/импульс.

    3. Форма и расположение орбитали определяются тем фактом, что единственно стабильными формами и положениями являются те, где электроны (действующие как волны) могут иметь ряд волн, представляющих собой целые числа (технически они называются » стоячими волны «). Орбитали стоячей волны — единственные, на которых занимающие электроны не излучают энергию и не коллапсируют.

    4. Энергия, переносимая электронами, должна быть целым числом квантов энергии, определяемым формулой E n = — E o /n 2

    где «n» — главное квантовое число. Следовательно, энергия электрона и атома, который его несет, ограничена, или квантуется, до ограниченного числа значений.

    BIO точка EDU
    © 2003, профессор Джон Бламир

    Что вызывает северное сияние?

    Северное сияние происходило с момента зарождения нашей планеты.Динозавры ходили под ними, как и мы сегодня. Они неотъемлемая часть нашего мира — всегда там, даже когда слишком ярко, чтобы мы могли их увидеть. Но что это такое и как они создаются?

    На протяжении веков люди рассказывали истории о северном сиянии . Без научного понимания наши предки были вынуждены заполнять пробелы фантастическими историями о богах и чудовищах. Эти истории научили людей уважать, бояться или поклоняться огням в небе. Но по мере того, как наше понимание Солнечной системы и нашего места в ней росло, эти истории растворялись в легенд и мифов .Сегодня мы знаем, почему возникает северное (и южное) сияние, но это не значит, что больше нечего узнать.

     

    Что освещает небо?

    Световое шоу, которое мы видим с земли, вызвано электрически заряженными частицами  из космоса, проникающими в верхние слои атмосферы Земли с очень высокой скоростью.

    Эти частицы происходят от нашей звезды — солнца . Солнце постоянно выбрасывает поток электрически заряженных частиц, называемый солнечным ветром, и он движется от Солнца со скоростью от 180 до 310 миль в секунду во всех направлениях.

    Когда Земля движется вокруг Солнца, небольшая часть частиц солнечного ветра перехватывается планетой . Около 98% этих частиц отклоняются магнитным полем Земли и продолжают свое путешествие в глубокий космос. Небольшой процент частиц просачивается через магнитное поле Земли и направляется вниз , к северному и южному магнитным полюсам Земли.

    Когда эти заряженные частицы ударяются об атомы и молекулы высоко в нашей атмосфере, они возбуждаются.Это создает два светящихся кольца аврорального излучения вокруг Северного и Южного магнитных полюсов, известных как авроральные овалы.

    Когда они возвращаются в исходное состояние, они излучают свет характерных цветов. Именно этот свет мы видим, когда смотрим на северное сияние.

    Какова история северного сияния? Посмотрите видео, чтобы узнать.

    Почему мы можем видеть разные цвета?

    Атмосфера Земли состоит из различных атомов, таких как кислорода и азота ; именно эти атомы вызывают цвета, которые мы можем видеть в северном сиянии.Эти атомы возбуждаются на разных уровнях атмосферы.

    Самый распространенный цвет северного сияния — зеленый . Когда солнечный ветер сталкивается с миллионами атомов кислорода в атмосфере Земли одновременно, он на какое-то время возбуждает атомы кислорода, и они возвращаются в исходное состояние, когда они излучают зеленый оттенок, который мы видим с земли.

    Красный свет , который мы иногда видим, также вызван атомами кислорода. Эти частицы находятся выше в атмосфере и излучают красный свет с меньшей энергией.Красный цвет присутствует всегда, но наши глаза в пять раз менее чувствительны к красному свету, чем к зеленому, поэтому мы не всегда можем его увидеть.

    Большая часть атмосферы Земли состоит из азота. Частицы солнечного ветра должны намного сильнее сталкиваться с атомами азота, чтобы возбудить их. Как только атомы азота начинают распадаться, они излучают пурпурных  светов. Это довольно редкий цвет, и обычно он появляется только во время особенно активной демонстрации.

    Чтобы лучше увидеть огни, вам нужно находиться под одним из овалов полярного сияния или рядом с ним.По мере того, как мы плывем к Северному полярному кругу в нашем 12-дневном кругосветном круизе , ваши шансы увидеть северное сияние увеличиваются, но при поиске огней все еще нужно учитывать множество факторов.

    III. Развитие основных идей на основе фактов — изучение физических явлений

    В этом разделе вы будете развивать некоторые основные идеи о природе света, играя со светом и тенями. Важно следить за тем, что вы делаете и думаете.

    А.Документирование ваших исследований

    Один из способов задокументировать то, что вы делаете и о чем думаете, — это делать текущие записи в научной тетради. Например, страница тетради по физике, показанная на рисунках 1.3 и 1.4, может помочь вам вспомнить свои мысли до, во время и после исследования. Первый вид лицевой стороны страницы блокнота по физике:

    Тема: Что вы изучаете?

    Перед столбцом . Прежде чем приступить к исследованию, обсудите с членами группы, что вы уже знаете по этой теме, какие у вас есть идеи, какие вопросы вы задаете, как вы планируете проводить исследование и что, по вашему мнению, вы можете узнать.Кратко запишите их в колонке «До» вместе со всеми соответствующими рисунками.

    Во время столбца . Во время исследования записывайте, что происходит и что вы думаете о том, что наблюдаете. Включите эскизы оборудования и наблюдения. Укажите, подтверждаете вы или опровергаете свои прогнозы и какие выводы предлагают для следующих шагов.

    Словарь . Обратите внимание на новые слова и их определения.

    Затем просмотрите оборотную сторону страницы тетради по физике:

    После : Центральный  Идеи. После вашего исследования запишите все основные идеи, возникшие в результате ваших наблюдений и обсуждений.

    После: Доказательства. Также обратите внимание на соответствующие доказательства, на которых основываются ваши идеи.

    После: Обоснование. Четко укажите, насколько доказательства относятся к делу и подтверждают утверждение, которое вы делаете, излагая основные идеи. Также обратите внимание, почему этот результат важен.

    После: Отражение. Затем напишите размышление о том, что вы хотите запомнить об этом опыте — возможно, что вы сделали и узнали, как вы это узнали и какое значение этот опыт может иметь для преподавания этой темы в вашем собственном классе…

    После: Чудеса. Кроме того, кратко изложите, что вас еще интересует в данный момент.

    Адам Девитт разработал эти страницы блокнота, когда помогал в этом курсе. Он был учителем начальной школы со специальным образованием, зачисленным в аспирантуру по естественнонаучному образованию. Он основывал свой дизайн этих страниц тетради по физике на стратегиях чтения «до, во время и после», которые улучшают обучение грамоте. Некоторые записи были немного изменены.

    ИНЖИР. 1.3 Лицевая и оборотная стороны страницы тетради по физике с пояснениями ИНЖИР.1.4 Шаблон страниц тетради по физике

    B. Изучение природы световых явлений

    Задавать вопросы — важный аспект , занимающегося наукой . Вопрос 1.3 — это вопрос «что происходит…»:

    .
    Вопрос 1.3 Что происходит, когда свет от источника падает на экран?

    Оборудование: источник света в темной комнате; экран, такой как большая белая доска, покрытая листом диаграммной бумаги

    • Найдите темную комнату, в которой можно исследовать природу света, например, комнату без окон или комнату с окнами с темными шторами, которые не пропускают дневной свет.

    Для вертикального экрана используйте простую белую стену или сделайте его, приклеив лист миллиметровой бумаги на белую доску или большой кусок картона, который можно прислонить к табуретке или коробке на столе.

    В качестве источника света используйте лампу без абажура с прозрачной незамерзающей колбой накаливания или матовой колбой со светодиодами.*

    (*Посмотрите на внутреннюю часть лампы накаливания. Узкий провод внутри лампы называется нитью . Нить сделана из металла, который светится, когда через лампу проходит электричество.Светодиоды (светоизлучающие диоды) излучают свет с помощью другого процесса, который требует гораздо меньше энергии. Светодиоды продаются в матовых колбах, имитирующих свет ламп накаливания.)

    • Поместите лампу рядом с экраном. Рисунок 1.5 иллюстрирует установку.
    РИС. 1.5 Предскажите, что вы увидите, включив яркую лампочку возле экрана.
    • Что вы увидите на экране?
    • Поговорите с членами вашей группы о том, что вы думаете и почему вы так думаете.
    • Начните следить за тем, что вы делаете: В верхней части страницы вашей тетради по физике запишите Тему этого исследования.
    • Под До Нарисуйте рисунок установки. Что, по вашему прогнозу, произойдет? Почему вы предсказываете, что это произойдет?
    • Включите лампочку в темной комнате: что вы видите на экране?
    • В разделе Во время страницы вашей тетради по физике запишите то, что вы видите, и интерпретируйте эти результаты.
    • Обсудите свои выводы и сформулируйте соответствующую основную идею. В разделе После страницы тетради по физике сообщите об этой идее и доказательствах, на которых она основана.
    • Используйте эту страницу блокнота по физике и дополнительные страницы по мере необходимости, чтобы отслеживать, что вы делаете и думаете во время серии связанных исследований.

    Подводя итоги этого исследования, студент отметил, например:

    Демонстрация началась с вертикальной лампочки, помещенной перед белым листом бумаги.Мы сделали прогнозы о том, что, по нашему мнению, произойдет, когда в темной комнате будет включен свет, и я подумал, что свет будет очерчивать круг на белой бумаге, который становится тем тусклее, чем больше круг становится больше.

    Некоторые ученики предсказывают, что они увидят свет в форме нити на экране. Студент сообщил:

    Когда лампа включена в темной комнате, свет от лампы падает на экран. Если источником света является прозрачная лампа накаливания, свет на экране не ограничивается формой нити накала.Область экрана непосредственно перед лампой может казаться ярче, чем области экрана дальше от лампы, но весь экран освещен. Кроме того, свет от лампы падает на потолок и другие стены комнаты, а также на лица смотрящих на лампу и экран.  

    Это наводит на мысль о том, что свет исходит от источника во всех направлениях. Однако ученик может заметить, что свет выходит из лазеров в определенном направлении.Дальнейшее уточнение включает в себя обдумывание использования всех , можно ли быть уверенным, что свет покидает источник в каждом направлении. Это говорит о том, что свет исходит от большинства источников света во многих направлениях.

     

    Вы когда-нибудь создавали тени пальцами, играя с фонариком в темной комнате? Вопрос 1.4 задает еще один вопрос «что происходит?» вопрос.

    Вопрос 1.4 Что произойдет, если вы поместите барьер между лампой и экраном? Оборудование

    : найдите какой-нибудь барьер , чтобы добавить его в свою установку.Это может быть открытка или книга, которая может стоять на краю или даже просто пальцы на руке.

    • Предскажите, что вы увидите, если поместите барьер между лампой и экраном, как показано на рис. 1.6.
    РИС. 1.6 Предскажите, что вы увидите, поставив барьер перед экраном.
    • Поместите барьер между лампой и экраном: что вы видите на экране?
    • Попробуйте различные способы размещения барьера по отношению к лампе и экрану. Создание различных теней с помощью барьера может быть очень увлекательным занятием! Что вы наблюдаете?

     

    Другой тип вопросов касается того, «как» что-то происходит:

    Вопрос 1.5  Как свет проходит от источника к экрану?

    Измерительная или дворовая линейка — полезный инструмент для изучения того, как свет перемещается из одного места в другое:

    • Используйте прямой стержень, например, метровую или дворовую, чтобы исследовать, как свет от лампы проходит через барьер к краю тени на экране.
    • Продолжайте обсуждать и уточнять идеи, пока ваша группа и другие группы не придут к консенсусу по нескольким основным идеям о свете и тенях на основе этого исследования.

    Например, вот что сообщил один из студентов:

    У нас был белый лист бумаги у стены, нижняя часть которого касалась стола. Там была лампочка, направленная на бумагу. Перед белой бумагой был установлен деревянный брусок, и когда лампочка освещала брусок, свет блокировался, и в результате на экране появлялась тень бруска.

    Мы поместили один конец метровой палочки сбоку от лампочки; затем мы приложили измерительную линейку к краю деревянного бруска и, наконец, приложили противоположный конец измерительной линейки к белой бумаге.

    Мы заметили, что край тени, край деревянного бруска и сторона источника света выстроились в прямую линию.

     Это предполагает, что свет можно представить как лучи, движущиеся по прямым линиям .

    На рис. 1.7 показан пример использования прямой палки в качестве физической модели для того, чтобы представить свет как лучи, идущие по прямой линии от источника света через край барьера к краю тени на экране.

     

    ИНЖИР. 1.7. Прямая палочка может служить физической моделью распространения света.

    При внимательном рассмотрении установки лампы и барьера напрашивается вопрос 1.6: «Сколько?» вопрос:

    Вопрос 1.6 Сколько теней появляется при попадании источника света на преграду и экран ?
    • Посмотрите на обе стороны барьера, а также на экран.
    • Продолжайте обсуждать и уточнять идеи, пока ваша группа и другие группы не придут к единому мнению о том, сколько теней возникает, когда источник света падает на барьер перед экраном.

    Вот что сообщил один студент:

    Первая тень, которую я заметил, была на белом листе бумаги. Когда объект помещали перед белым листом бумаги, на который падал свет, тень объекта была видна на соседнем листе бумаги. Вторая тень, которую я наблюдал, находилась на обратной стороне объекта. Тыльная сторона объекта… была темной и имела тень на себе.

    Студент-физик, весна 2016 г.

    Это наводит на мысль о другой центральной идее о явлениях света и тени, как показано на рис. 1.8: Существует два вида теней: Объект блокирует свет а) от попадания на близлежащие поверхности (земля, стол, стена, экран) и б) от попадания на обратную сторону самого объекта.

    Студент поддержал эту идею следующим образом:

    Аргумент, основанный на свидетельствах в поддержку этой идеи, заключается в том, что на листе бумаги была замечена тень, которая является объектом, блокирующим попадание света на близлежащую поверхность, и тень была видна на обратной стороне объекта, который был объект, блокирующий свет от попадания на свою заднюю сторону, что показывает, что существует два разных вида теней, создаваемых объектом.

    Студент-физик, весна 2016 г.

     

    ИНЖИР. 1.8 При помещении барьера между источником света и экраном образуются два вида теней

     

    Вопрос 1.7 представляет собой открытый вопрос, который предлагает вам изучить дополнительные явления света и тени самостоятельно, с небольшой группой коллег и/или с друзьями и членами семьи:

    Вопрос 1.7 Что можно узнать о свете и тенях с помощью лампы, барьера и экрана?

    Оборудование: поиграйте с лампой, барьером и экраном, чтобы узнать, что еще вы можете узнать о свете и тенях.

    • Опишите ваши исследования, данные ваших наблюдений, основные идеи о свете и тенях, которые вы вывели из этих исследований, аргументы, подтверждающие эти идеи, и любую соответствующую лексику.
    • Поразмышляйте над тем, что вы узнали и что вас все еще интересует.
    • Напишите краткое изложение основных идей на основе фактов, полученных в ходе бесед в малых группах и обсуждения в группе.

    Полезный способ упорядочить результаты серии исследований — свести их в таблицу, как в Таблице I.1.

    ТАБЛИЦА I.1 Исследования световых явлений
    ТАБЛИЦА I.1 Исследования световых явлений
     Описание
    Разведка
    Доказательства
    Под наблюдением
    Центральные идеи Словарь
    Свет уходит от большинства источников во многих направлениях
    Свет можно представить как лучи, движущиеся по прямым линиям
    Существует два вида теней:
    Объект блокирует свет

    а) от сияния на близлежащие поверхности (земля, стол, стена, экран…) и

    б) от сияния на обратную сторону самого объекта
    *
    *
    *

    * Основная идея(и) о свете и тенях, появившаяся во время исследования с членами группы и/или другом/семьей

    Во время занятий некоторые группы решают выяснить, что происходит, когда они приближают или удаляют барьер от источника света.Другие предпочитают перемещать источник света. Обсуждение их выводов целой группой наводит на мысль о другой центральной идее:

    Изменение положения барьера относительно лампы и/или экрана изменяет размер, форму и резкость тени на экране .

    Это завершает наше первоначальное исследование природы световых явлений. Основываясь на данных ваших наблюдений, обобщите основные идеи, о которых вы сделали вывод:

    • Как свет покидает большинство источников света?
    • Как можно представить свет, путешествующий из одного места в другое?
    • Какие тени образуются, когда свет падает на объект?
    • Что влияет на размер, форму и резкость тени на экране?

    Эти идеи составляют концептуальную модель  , которую вы можете использовать для объяснения интересных явлений, наблюдаемых во время дополнительных исследований.

    Подведя итоги своих исследований в классе, послушайте, как некоторые учащиеся рассказывают друзьям и детям о свете и тенях.

    Вопрос 1.8 Что происходит, когда вы исследуете свет и тени  с другом или членом семьи?
    1. Примеры изучения учащимися света и тени с друзьями и/или членами семьи.

    Студент сообщил:

    Во время этого исследования мы с другом начали с обсуждения предыдущих идей.Говоря о свете и тенях, мы начали говорить о том, как, когда мы были моложе, мы могли использовать свет для создания теневых кукол своими руками. Мы решили достать лампу, выключить свет и использовать свет для создания теней на потолке. Во время этого исследования мы заметили, что чем ближе наши руки были к источнику света, тем больше тень от нашей руки на потолке, а когда мы отодвигали руки дальше от источника света, наши тени становились меньше и четче. Во время этого исследования я узнал, что, как тот, кто преподает концепции и идеи, я также могу учиться и исследовать со своими учениками, деятельность может руководствоваться опытом как ученика, так и учителя.

    Студент-физик, весна 2016 г.

    Другой заметил следующее, исследуя тени с другом:

    При изучении теней мы с другом особенно интересовались эффектами наличия более одного источника света при взгляде на барьер. Введение нового источника света из нового положения в комнате меняет как площадь, так и положение тени, создаваемой барьером, в зависимости от того, в какую сторону он обращен.

    Студент-физик, осень 2015 г.

    Одна ученица решила изучить весь набор центральных идей, которые мы разработали в классе, с тремя детьми, за которыми она нянчилась.Это было больше, чем ожидалось, но это был восхитительный пример того, как будущая учительница начальной школы набирается опыта преподавания того, что она только что выучила сама в классе. Она решила использовать первоначальную версию первой центральной идеи с этими маленькими детьми. Ее дословные цитаты дают прекрасное представление о том, что дети дошкольного и младшего школьного возраста знают, думают и интересуются светом:

    Работая над этим проектом, я заручился поддержкой трех девочек, за которыми я присматриваю. Возраст этих девочек следующий: Люси-7, Ава-4, Руби-4.Имена этих девушек были изменены для целей этого задания и для других заданий в будущем. Я предложил девочкам исследовать свет и использовал их собственные слова и выводы, чтобы помочь им лучше понять, как и почему работает свет.

    Свет исходит во всех направлениях.

    За этой идеей мы с девочками пошли в комнату, где можно было закрыть дверь и не было окон. Затем я поставила лампу без абажура в центре комнаты на стол и попросила каждую девушку сесть на свою кровать в комнате.Я выключил свет в комнате и спросил девушек, что они заметили в свете.

    Люси: «Свет светит вверх и вниз, вверх к потолку и вниз к земле, так что мы можем видеть и то, и другое».

    Ава: «Свет в центре ярче, чем сверху и снизу»

    Я: «Что ты имеешь в виду под этой Авой?»

    Ава: «Свет в центре лампочки ярче, чем на потолке, полу или стенах.

    Я: Так куда светит свет?

    Руби: «Везде».

    Я: Везде?

    A: Ну, везде в комнате светится.

    Я: Откуда светит свет? Начинается ли оно со стен и движется ли оно внутрь, находится ли оно здесь, есть ли у него место, где оно начинается?»

    Люси: «Свет исходит от лампы на лампе. И светится на всю комнату»

    Итак, наше доказательство того, что свет исходит от источника во всех направлениях, было следующим:

    — Свет был виден во всех углах комнаты.

    — Свет был виден на полу и потолке комнаты.

    — Свет исходил от лампы (источника) и затем заполнял комнату во всех областях.

    – Свет можно представить как лучи, движущиеся по прямым линиям

    Для этой идеи мы с девочками вышли из дома туда, где фонарный столб освещал стену сарая и землю. Затем мы исследовали наши тени, чтобы увидеть, что мы можем узнать о том, как работает свет.Ниже приведены наблюдения, сделанные девочками, которые позволили нам установить связь с идеей о том, что свет можно представить как лучи, движущиеся по прямым линиям. Они будут служить доказательством этой идеи

    – «Когда объект блокирует свет, он отбрасывает тень».

    – «Даже если мы двигаемся или меняем свои пятна на свету, наши тени всегда падают одинаково. Так что свет движется только в одном направлении».

    — «Если мы стоим вне света и смотрим, мы можем видеть края того места, где светит свет, потому что световой стенд туннелирует — фокусирует — свет в одном месте, как фонарик.

    -Когда одна девушка стояла на свету, я передал другим девушкам длинную дворную палку и попросил их сделать серию линий из разных положений, т.е. проведите ярдовой палкой линию от руки Люси до того же места на руке Теневой Люси. Девочки делали это много раз и в конце концов решили, что поскольку тени блокируют свет по прямой линии, то и свет должен идти по прямой линии.

    – Чтобы кто-то что-то увидел, свет должен пройти к его глазам.

            Для целей нашего проекта важно отметить, что я изменил порядок проведения этих экспериментов. Сначала я работал с девушками над идеей, что для того, чтобы кто-то что-то увидел, свет должен попасть в глаза человека. Затем мы исследовали отражение света от таких объектов, как чей-то нос, в разных направлениях.

    Для этого эксперимента я попросил девушек вернуться в комнату, в которой мы обнаружили, что свет исходит от источника во всех направлениях.В этой комнате я несколько раз менял свет и задавал девушкам вопросы; при этом я заставил девочек переключаться между прикрытием и закрытием глаз и открытием глаз. Ниже приводится список того, что было изменено, и ответы девушек.

    -Люси прикрывает глаза, а Ава и Руби — нет. Я спрашиваю: «Кто меня видит? Поднимите руку» Люси — единственная девушка, которая не поднимает руку. Я ее спрашиваю: «Почему ты не могла меня видеть?» Люси отвечает, что не могла меня видеть, потому что «не может видеть с закрытыми глазами.

    -Далее я попросил всех трех девушек закрыть глаза и спросил, видят ли они меня, в это время горел свет. Все три девушки сообщили, что не видят меня.

    – Затем я выключил свет, все три девушки открыли глаза и спросили, видят ли они меня. Все три девушки сообщили, что нет, они меня не видят. На вопрос, почему Ава ответила: «Слишком темно, чтобы тебя видеть».

    -Затем я включил свет и спросил девушек, видят ли они меня с открытыми глазами.Все три девушки сказали да. Когда я спросил их, что, по их мнению, нужно видеть их глазам, они ответили: «Свет!» Когда я спросил, нужно ли им только открыть глаза, чтобы увидеть, они ответили: «Нет, потому что мы открыли глаза без света и не могли видеть». Поэтому я снова спросил их, что нужно, чтобы глаза могли видеть, девочки сказали мне, что вы должны открыть глаза, а также включить свет, что означает, что нашим глазам нужен свет, чтобы видеть.

    — Свет отражается от объектов, таких как чей-то нос, в разных направлениях.

            Поскольку девочки уже поняли, что для того, чтобы видеть, необходим свет, и что для того, чтобы видеть, он должен доходить до их глаз, этот проект был довольно простым. Я выключил свет в комнате, посветил фонариком на один предмет и задавал вопросы о том, что видели девушки. Затем я включил свет и задал девушкам еще вопросы. Следующее служит нашим доказательством этой идеи.

    — Когда свет попадает на один объект, например на плюшевого мишку Люси, все девочки могут его увидеть.Когда я спросил, почему это произошло, девушки ответили: «Потому что наши глаза могут видеть только то, что свет возвращает нам, мы можем видеть только то, что находится в свете, потому что нашим глазам нужен свет, чтобы видеть».

    -Я тогда включил свет и спросил, что видят девочки, они сказали «все». Когда я спросил, почему это произошло, они ответили, что «потому что горит свет». Я спросил, означает ли это, что свет направляется к их глазам, как раньше, и они ответили: «Да!»

    -Тогда я указал на свой нос и попросил всех, кто его видит, поднять руку.Все три девушки подняли руки.

    -Я спросил девушек, как они могли видеть мой нос, и они ответили, что свет падал на него и возвращался к их глазам. Я спросил, как каждая девушка могла видеть это с того места, где они стояли. Может ли свет достичь всех этих точек или свет отражается от чего-то только в одном направлении?

    После недолгих размышлений и раздумий, а также Люси, посветившей мне в нос фонариком, девушки пришли к выводу.Для того, чтобы все они могли видеть мой нос в разных местах, мой нос должен отражать свет во все их глаза. Это означает, что свет отражается от объектов в разных направлениях.

    Два вида теней

            Для этой части эксперимента я попросил девушек вернуться на улицу к фонарному столбу. Затем я задал ряд вопросов о тенях, а также о том, где их можно увидеть. Ниже приводится то, что было обнаружено и принято в качестве доказательства.

    Я: Что такое тень?

    Люси: «Тень — это место, где что-то мешает свету двигаться дальше и отражает свет только назад».

    Я: Как выглядит тень?

    Ава: «Тени темнее тех мест, куда проникает свет. Их не так много видно».

    — Затем я встал спиной к свету, чтобы моя спина была освещена, а передняя часть была затенена.Передо мной на землю легла тень. Я попросила девочек подойти и потрогать там, где они увидели тень. Все трое коснулись тени на земле.

    – Затем я снова спросил девушек, как выглядят тени, и получил тот же ответ. Поэтому я попросила девочек найти на мне или рядом со мной какие-либо другие области, которые выглядели бы как тень. После некоторого размышления и долгих кружений Ава воскликнула: «Твое лицо и живот темные, в них нет света!» Я спросил, считается ли это тенью, Ава ответила: «Да.Две другие девушки не были убеждены. Поэтому я спросил Аву, может ли она объяснить, что она нашла.

    -Ава объяснила, что «(её) спина блокирует доступ света к её передней части. Тень — это когда что-то блокирует свет и не пропускает его вперед. Итак, (ее) передняя часть находится в тени, потому что туда не может проникнуть свет!»

    — Затем девушки решили, что на самом деле было два вида теней, одна на земле и одна на задней части объекта, отбрасывающего тень.

    Студент-физик, осень 2015 г.

    Учащиеся генерируют много идей о свете и тенях посредством таких разговоров, часто исследуя намного больше, чем они могли бы предпринять, если бы им просто дали набор указаний в классе. Кроме того, обучение в спокойной обстановке с друзьями или членами семьи может повысить уверенность будущего учителя. Как размышлял один ученик: « Во время этого опыта я узнал, что преподавать науку не так страшно, как я сначала думал .

    Первая фотография света как частицы и волны

    (Phys.org) — Свет ведет себя и как частица, и как волна. Со времен Эйнштейна ученые пытались непосредственно наблюдать оба этих аспекта света одновременно. Теперь ученым из EPFL удалось сделать первый в истории снимок этого двойного поведения.

    Квантовая механика говорит нам, что свет может вести себя одновременно как частица или волна.Однако никогда не проводилось эксперимента, способного зафиксировать обе природы света одновременно; ближе всего мы подошли к тому, чтобы увидеть либо волну, либо частицу, но всегда в разное время. Используя радикально иной экспериментальный подход, ученые EPFL смогли сделать первый в истории снимок света, который ведет себя и как волна, и как частица. Прорывная работа опубликована в Nature Communications .

    Когда ультрафиолетовый свет попадает на металлическую поверхность, он вызывает эмиссию электронов.Альберт Эйнштейн объяснил этот «фотоэлектрический» эффект, предположив, что свет, который считается только волной, также является потоком частиц. Несмотря на то, что во множестве экспериментов успешно наблюдалось как корпускулярное, так и волновое поведение света, им никогда не удавалось наблюдать и то, и другое одновременно.

    Исследовательская группа во главе с Фабрицио Карбоне из EPFL провела эксперимент с умным поворотом: использование электронов для изображения света. Исследователи впервые зафиксировали один снимок света, который одновременно ведет себя как волна и как поток частиц.

    Эксперимент устроен следующим образом: Импульс лазерного излучения направляется на крошечную металлическую нанопроволоку. Лазер добавляет энергию к заряженным частицам в нанопроволоке, заставляя их вибрировать. Свет движется по этому крошечному проводу в двух возможных направлениях, как автомобили на шоссе. Когда волны, движущиеся в противоположных направлениях, встречаются друг с другом, они образуют новую волну, которая выглядит так, как будто она стоит на месте. Здесь эта стоячая волна становится источником света для эксперимента, излучаясь вокруг нанопроволоки.

    Вот здесь и проявляется хитрость эксперимента: ученые выстрелили потоком электронов вблизи нанопроволоки, используя их для изображения стоячей волны света. Когда электроны взаимодействовали с ограниченным светом на нанопроволоке, они либо ускорялись, либо замедлялись. Используя сверхбыстрый микроскоп для изображения положения, в котором произошло это изменение скорости, команда Карбоне теперь смогла визуализировать стоячую волну, которая действует как отпечаток волновой природы света.

    Предоставлено: Фабрицио Карбоне/EPFL.

    Хотя это явление демонстрирует волнообразную природу света, оно одновременно продемонстрировало и его корпускулярный аспект. Когда электроны проходят рядом со стоячей волной света, они «ударяются» о частицы света, фотоны. Как упоминалось выше, это влияет на их скорость, заставляя их двигаться быстрее или медленнее. Это изменение скорости проявляется как обмен энергетическими «пакетами» (квантами) между электронами и фотонами. Само появление этих энергетических пакетов показывает, что свет на нанопроволоке ведет себя как частица.

    «Этот эксперимент демонстрирует, что впервые мы можем снимать квантовую механику — и ее парадоксальную природу — напрямую», — говорит Фабрицио Карбоне. Кроме того, важность этой новаторской работы может простираться не только на фундаментальную науку, но и на технологии будущего. Как объясняет Карбоне: «Возможность отображать и контролировать квантовые явления в нанометровом масштабе открывает новый путь к квантовым вычислениям.»


    Оптические «водяные мельницы» управляют вращающимся светом
    Больше информации: «Одновременное наблюдение квантования и интерференционной картины плазмонного ближнего поля». Nature Communications 02 марта 2015 г.DOI: 10.1038/ncomms7407 Предоставлено Федеральная политехническая школа Лозанны

    Цитата : Первая в истории фотография света как частицы и волны (2 марта 2015 г.) получено 28 февраля 2022 г. с https://физ.org/news/2015-03-particle.html

    Этот документ защищен авторским правом. Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.